本發(fā)明涉及石油鉆井工具技術領域，特別涉及一種鉆井工具自動清潔裝置及鉆具清洗方法。

背景技術：

目前井隊大多采用人工手動使用除泥器對起鉆過程中的工具進行清潔工作，即在清潔過程中，掛落的泥漿、油污等廢棄物直接散落到鉆臺上，使人工在清潔鉆具的同時還需對鉆臺進行清潔，增加了鉆井施工周期和工人勞動強度，同時也導致施工的安全性存在一定的隱患。此外，也有施工人員采用橡膠盤作為工具的清潔裝置，具體方法為沿橡膠盤直徑方向剪下橡膠盤的一段，使橡膠盤形成內徑可變的c形，以擴大內徑滿足鉆具接頭的通過；然而在實際使用中，當鉆具接頭通過清潔裝置時由于橡膠盤被撐開，剪開部位的兩個端部不能相互貼合，使得鉆具接頭處總有一側的垂直方向不能清潔到位。另外，由于鉆具清洗一般是在提出井口的時候，因此，在對清洗工具進行設計時還需要考慮其能夠在井口處便于組裝和拆卸，并實現(xiàn)鉆具清洗工序。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種有利于提高鉆井施工的安全性和清潔效率的鉆井工具自動清潔裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述鉆井工具自動清潔裝置實現(xiàn)鉆具清洗的方法。

為此，本發(fā)明技術方案如下：

一種鉆井工具自動清潔裝置，包括底座、清潔噴嘴安裝支架以及多個安裝在清潔噴嘴安裝支架上的噴嘴；其中，

在底座上表面和中心處分別開設有用于安設清潔噴嘴安裝支架的回字形凹槽和用于設置待沖洗鉆具的軸向通孔，軸向通孔和回字形凹槽同心設置；

底座對開為兩部分，且沿每部分對開處處兩側各向外延伸形成有一連接部，使底座對開的兩部分通過固定在連接部之間的固定件重新固定為一體；

清潔噴嘴安裝支架包括由四根支桿圍成的回字形支架；自每根支桿的一端端面均沿支桿軸向開設有一條靠近支桿外側壁面的偏心盲孔，且在每根支桿外側壁面上均開設有一個與偏心盲孔連通的進水孔，而自每根支桿內側壁面上均開設有多個間隔設置且與偏心盲孔連通的噴嘴安裝孔；在每個進水孔內各安裝有一進水管，在每個噴嘴安裝孔內各安裝有一個噴嘴；

清潔噴嘴安裝支架的回字形支架與底座上開設的回字形凹槽的尺寸相適應，使回字形支架局部設置在回字形凹槽內。

該鉆井工具自動清潔裝置還包括通過輸水管道依次連接的水箱、過濾器和高壓水泵；高壓水泵通過輸水管道分別與清潔噴嘴安裝支架上的四個進水管形成連通，使水箱中的水通過輸水管進入過濾器進行粗質過濾后，經(jīng)高壓水泵增壓后輸送至四個進水管，最終高壓水流通過噴嘴噴出，對出井鉆具進行沖洗。

開設在每根支桿內側壁面上的噴嘴安裝孔為三個，且三個噴嘴安裝孔均布在每根支桿的內側壁面上；其中，位于中間位置的噴嘴安裝孔的軸線方向垂直于支桿的軸線方向，位于兩側的兩個噴嘴安裝孔的軸線方向與中間位置上的噴嘴安裝孔的軸線方向之間的夾角均為30°。

構成回字形支架的四根支桿包括兩根公支桿和兩根母支桿；自每根母支桿兩端端面沿母支桿軸向各開設有一個徑向貫通的通槽；每根公支桿兩端端部加工為與母支桿兩端的通槽尺寸相適應的插裝部，使兩根平行設置的公支桿兩端插裝部分別插裝在垂直公支桿設置且平行設置的兩根母支桿的通槽內形成插裝連接；在母支桿通槽的兩側槽壁上各開設有一個位于同一軸線上的第一通孔，在公支桿插裝部上沿徑向開設有與第一通孔位置對應的第二通孔，使具有插裝關系的通槽和插裝部通過穿裝并固定在第一通孔和第二通孔內的螺栓和螺母連接固定。

在每根支桿的偏心盲孔開孔處填塞有密封塞，使每根支桿的偏心盲孔形成封閉管道，用于將進入進水管的加壓輸送至各噴嘴處噴出。

所述底座底面設置有至少三個支腿，使回字形支架距離地面一定高度，同時也便于將底座穩(wěn)定安設在鉆臺下方。

一種利用上述鉆井工具自動清潔裝置實現(xiàn)的清潔方法，包括如下步驟：

s1、將在底座和清潔噴嘴安裝支架安放至位于鉆臺下方的出井鉆具處并進行安裝，使待沖洗的出井鉆具位于底座的中心通孔內，同時避免噴嘴端部接觸到鉆具；

s2、將高壓水泵的出水口和位于清潔噴嘴安裝支架上的四個進水管利用輸水管路進行連接并形成連通，同時將水箱的入水口和水源裝置利用輸水管路進行連接并形成連通；

s3、將待沖洗鉆具緩慢向上提出，使清潔噴嘴安裝支架的噴嘴自待沖洗鉆具頂端清洗至底端；其中，高壓水泵流量和待沖洗鉆具的提升速度均根據(jù)出井鉆具的清潔情況進行調節(jié)，以確保對鉆具表面泥漿、油污等廢棄物的有效清除；

s4、待工具完全出井后清洗完成后，關閉高壓水泵；將底座和清潔噴嘴安裝支架進行拆卸后運走即可。

該鉆井工具自動清潔裝置通過可拆裝的底座和清潔噴嘴安裝支架實現(xiàn)將該裝置根據(jù)實際需要隨時設置到相應的鉆臺下方，進而通過合理方位設計的多個環(huán)繞出井鉆具的噴嘴對待沖洗鉆具進行清洗，克服原有清洗裝置的缺陷的同時有效提高出井工具表面的清潔度，也節(jié)約工具后續(xù)的檢測、維修時間，整體提高了工作效率；此外，利用該鉆井工具自動清潔裝置實現(xiàn)的清潔方法操作簡單，有利于提高鉆井施工的安全性，減少用工人員數(shù)量，降低成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的底座和清潔噴嘴安裝支架的側面結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的底座的俯視結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的清潔噴嘴安裝支架設置在底座上的俯視結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的清潔噴嘴安裝支架的俯視剖面圖；

圖6為本發(fā)明的鉆井工具自動清潔裝置的清潔噴嘴安裝支架的側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但下述實施例絕非對本發(fā)明有任何限制。

如圖1～3所示，一種鉆井工具自動清潔裝置，包括依次連接的水箱9、過濾器10、高壓水泵11和清潔噴嘴安裝支架2；清潔噴嘴安裝支架2設置在位于鉆臺下方的底座1上；在清潔噴嘴安裝支架2上沿待沖鉆具12軸向安裝有多個噴嘴3，經(jīng)高壓水泵11加壓后的沖洗水經(jīng)噴嘴3噴射至待沖洗鉆具12上，對鉆具12進行有效清洗。其中，

如圖2所示，在底座1上表面和中心處分別開設有用于安設清潔噴嘴安裝支架2的回字形凹槽101和用于設置待沖洗鉆具12的軸向通孔102，且軸向通孔102和回字形凹槽101同心設置，使位于軸向通孔102內的待沖洗鉆具12外壁至回字形凹槽101各邊的距離均一致；所述底座1底面設置有至少三個支腿103，使回字形支架距離地面一定高度，同時也便于將底座1穩(wěn)定安設在鉆臺下方；

其中，如圖3所示，底座1對開為兩部分，且沿每部分對開處兩側各向外延伸形成有一連接部，使底座1對開的兩部分通過固定在連接部之間的固定件重新固定為一體；能夠對開為兩部分的底座1便于靈活在現(xiàn)場進行組裝和拆裝；

如圖4所示，清潔噴嘴安裝支架2包括由四根支桿圍成的回字形支架，該回字形支架與底座1上開設的回字形凹槽101的尺寸相適應，槽深略低于回字形支架的高度，使回字形支架局部設置在回字形凹槽101內；

具體地，如圖5所示，該回字形支架包括兩根平行設置的公支桿201和兩根平行設置的母支桿202；自每根公支桿201和母支桿202的一端端面均沿支桿軸向開設有一條靠近支桿外側壁面且?guī)缀踟炌ㄖ亮硪欢说钠拿た?；在每根公支桿201和母支桿202的外側壁面上均開設有一個與偏心盲孔4連通的進水孔5，而在每根公支桿201和母支桿202的內側壁面上均開設有三個間隔設置且與偏心盲孔4形成連通的噴嘴安裝孔6；另外，在每根支桿的偏心盲孔4開孔端填塞有密封塞8，使每根支桿的偏心盲孔4形成封閉管道，用于將進入進水管7的加壓輸送至各噴嘴處噴出。

如圖5所示，開設在每根公支桿201和母支桿202內側壁面上的三個噴嘴安裝孔6以一定方向開設，具體地，位于中間位置的噴嘴安裝孔6的軸線方向垂直于支桿軸線方向，位于兩側的兩個噴嘴安裝孔6的軸線方向與中間位置上的噴嘴安裝孔6的軸線方向之間的夾角均為30°。

每個進水孔5內均安裝有一進水管7，設置在每根支桿上的進水管7通過管路分別與高壓水泵11的出水口連接，使經(jīng)高壓水泵加壓后的沖洗水通過四個進水管7進入偏心盲孔4內；每個噴嘴安裝孔6內各安裝有一個噴嘴3用于將偏心盲孔4內的清洗水噴射至待沖洗鉆具12外壁上；

其中，申請文件中所述的“支桿外側壁面”和“支桿內側壁面”均是相對于其構成回字形支架后所在壁面位置來描述的，具體來說，位于回字形支架內側的壁面，即鄰近待沖洗鉆具12一側的壁面定義為公支桿或母支桿的內側壁面，位于回字形支架外側的壁面，即遠離待沖洗鉆具12一側的壁面定義為公支桿或母支桿的外側壁面；

鄰近的公支桿201端部和母支桿202的端部采用插裝方式連接；具體地，如圖6所示，自每根母支桿202兩端端面中部沿母支桿軸向各開設有一個沿母支桿徑向貫通的通槽203，每根公支桿201兩端端部加工為與母支桿202兩端通槽203相適應的插裝部204，使兩根平行設置的公支桿201和兩根平行設置的母支桿202通過相互配合的插裝部204和通槽203依次插裝連接；母支桿202通槽的兩側槽壁上各開設有一個位于同一軸線上的第一通孔，公支桿201插裝部204上沿公支桿徑向開設有與第一通孔位置對應的第二通孔，使具有插裝關系的通槽203和插裝部204通過穿裝并固定在對應第一通孔和第二通孔內的螺栓和螺母連接固定。

一種利用上述鉆井工具自動清潔裝置實現(xiàn)的鉆具沖洗方法，步驟如下：

s1、將在底座1和清潔噴嘴安裝支架2安放至位于鉆臺下方的出井鉆具處并進行安裝，使待沖洗的出井鉆具位于底座1的中心通孔內，同時避免噴嘴3端部接觸到鉆具；

s2、將高壓水泵的出水口和位于清潔噴嘴安裝支架上的四個進水管利用輸水管路進行連接并形成連通，同時將水箱的入水口和水源裝置利用輸水管路進行連接并形成連通；

s3、將待沖洗鉆具緩慢向上提出，使清潔噴嘴安裝支架的噴嘴自待沖洗鉆具頂端清洗至底端；其中，高壓水泵流量和待沖洗鉆具的提升速度均根據(jù)出井鉆具的清潔情況進行調節(jié)，以確保對鉆具表面泥漿、油污等廢棄物的有效清除；

s4、待工具完全出井后清洗完成后，關閉高壓水泵；將底座和清潔噴嘴安裝支架進行拆卸后運走即可。