油管螺纹清理 涂抹密封脂装置的研制

【摘要】油水井在作业过程中，当起出井内油管后，油管内外螺纹上带有粘附物杂质，这些杂质需要人工用油质侵泡，再将油管螺纹清理干净。涂抹铅油时，油管螺纹涂抹不均匀，易造成返工工序。本文介绍一种电动（气动）油管螺纹清理 密封脂自动涂抹装置，通过转动钢丝刷头，将油管内外螺纹上的杂物清理干净。利用注脂刷头，自动注密封脂装置中产生的压力将密封脂经管线输送到刷头内，通过刷头的旋转将密封脂均匀涂抹在油管内外螺纹上，实现了清扣、涂密封脂自动化，达到降低职工劳动强度，提高劳动效率的目的。

【关键词】油管螺纹  清理  涂抹  密封脂

一、背景

现修井作业时，当起出井内油管后，油管内外螺纹上带有粘附物杂质，需要人工用油质侵泡，再将油管螺纹清理干净。这些杂质、结垢物如果不及时清理，不按照标准正确涂抹油管螺纹铅油，并且油管螺纹涂抹不均匀，容易造成油管螺纹上不紧，油管漏失造成作业返工，降低作业有效期，易造成返工工序。油管螺纹清洗、涂抹密封脂等属于纯手工劳动，职工劳动强度大，劳动生产率低，严重影响作业时效和作业质量。因此，需要研制一种电动（气动）油管螺纹清理 密封脂自动涂抹装置解决以上问题。

二、油管丝扣自动清理、涂抹密封脂装置的设计与特点

（一）创新思路

设计一种电动（气动）油管螺纹清理 密封脂自动涂抹装置，通过转动钢丝刷头，将油管内外螺纹上的杂物清理干净。再用柴油清理刷洗油管螺纹，清理完油管螺纹后利用注脂刷头，自动注密封脂装置中产生的压力将密封脂经管线输送到刷头内，通过刷头的旋转将密封脂均匀涂抹在油管内外螺纹上，实现了清扣、涂密封脂自动化，达到降低职工劳动强度，提高劳动效率的目的。 该装置主要由直流手持电机（气动电机）、油管内外螺纹钢丝刷头、密封脂通道辅助把手、自动注密封脂装置、外螺纹清理护罩、油管内外螺纹密封脂涂抹刷头等部分组成。

图1 油管丝扣自动清理、涂抹密封脂装置各部件实物图

（二）各部件功能

1、电机（气动电机）：提供动力源，通过电机的动力带动刷头旋转，清理油管内外螺纹的垢污及杂质和油管螺纹均匀涂抹密封脂工作；

2、钢丝刷头：通过电机动力源带动钢丝刷头旋转，清理不同直径的油管内外螺纹上面的结垢、杂质、杂物等，达到油管螺纹干净、丝扣完好，无损伤；

3、护罩：连接辅助把手，当钢丝刷头转动时有效保护转动部分，防止清理的杂物甩出造成人身伤害；

4、辅助把手：连接刷头和动力源接头，便于手持操作，连接密封脂控制开关，控制密封脂的流动；

5、注密封脂装置：储存密封脂，通过增加内部压力从管线输密封脂，输入气源由低压变高压转换机构来增加密封脂的输送能力；

6、涂抹刷头：当电机刷头转动时，通过增压机构由低压变高压将密封脂通过管线进入刷头，然后刷头进油孔的密封脂分布到刷头的刷毛上，将密封脂均匀涂抹在油管内外螺纹上。

（三）工作原理

利用电机动力源带动不同直径的钢丝刷头旋转，通过高速旋转，将油管内外丝扣上面的杂质、杂物等清理干净，然后再用柴油清理油管内外螺纹丝扣。需要涂抹密封脂时，更换涂油毛刷头，连接气压自动注密封脂装置，注脂装置内的密封脂通过一定压力经管线进入刷头，经把手开关控制，刷头转动时将密封脂均匀地涂抹到油管内外螺纹丝扣上，完成油管丝扣螺纹的清理与涂抹密封脂工作。

三、油管丝扣自动清理、涂抹密封脂装置的创新点

1、可采用直流电动、气动双功能电机带动旋转，应用功能齐全；

2、多种钢丝刷头用于不同直径的油管内外螺纹，清理效果好；

3、护罩，保护转动部分，防止清理杂物造成伤害；

4、辅助把手内部留有密封脂进入通道，带有密封脂流动控制开关；

5、自动注密封脂装置储存并提供密封脂，设有气源低压变高压转换机构；

6、多种密封脂涂抹刷头用于油管内外螺纹均匀涂抹密封脂。

四、油管丝扣自动清理、涂抹密封脂装置的工艺工作流程

将钢丝刷头的六棱扳手端连接电机动力源转动接头上锁紧，通过电机带动钢丝刷头旋转，钢丝刷头在油管内外螺纹上清理油管内外螺纹上面的杂物、结垢物，清理完成后再用柴油或清洗剂将油管内外螺纹清理干净；更换涂油毛刷头，气动连接自动注密封脂装置，注脂装置内的密封脂通过一定压力经管线进入刷头，刷头转动时将密封脂均匀地涂抹到油管螺纹上面，完成油管内外

螺纹的清理和涂抹，达到清洁、干净、密封的要求。

图2 油管丝扣自动清理、涂抹密封脂装置现场应用照片

五、现场应用

2023年11月，对现场10口井上进行试验，取得了预期效果，油管内外螺纹清理干净，密封脂涂抹均匀，操作简单，安全可靠、作业时效大幅度提高。主要解决了油管丝扣清理费时、费力、油管螺纹涂抹密封脂不均匀问题，有效提高时效和作业质量。

六、效益分析

（一）经济效益： 

1、使用油管清理涂抹工具1000口井，单井可缩短清理时间2h，全年缩短占井周期约1000*2/24=83天，每天按劳务收入1.5万元计算，即：83*1.5万=124.5万元。

2、减少工序效益：单道返工工序费用为0.75万元，按每年减少60道工序返工计算，即0.75*60=45万元。

3、加工10套计算，每套1.3万元，即10*1.3=13万元。

经济效益合计：124.5+45-13=156.5万元。

（二）社会效益：

1、清理时间短，提高了工作效率，减轻职工劳动强度；

2、涂抹密封脂效果好，提高了油管的使用寿命和使用性能。

3、操作简单，实用性强，具有较高的推广价值。

参考文献

[1] .徐锦康《机械设计》北京：机械工业出版社。2001

[2] 吴奇.井下作业工程师手册.北京：石油工业出版社，2002.