应用于水力作业套管旋转清洗中的组件、装置以及清洗方法

1.本公开涉及油田地面作业领域，具体而言，涉及一种利用水力对井下套管进行清洗的装置。


背景技术：

2.油田开发过程中，由于作业环境恶劣，受到各种因素的污染，套管易产生管壁结垢、锈片、结盐、结蜡、稠油等现象。若此时结垢较为严重且不及时清理，就会降低套管的使用寿命甚至造成套管的报废，国内每年因结垢问题而报废的套管至少占总量的30％。现如今，随着国际油价大幅度攀升，高含水油田开发难度越来越大，采油成本不断升高，油田需提升对套管的再利用，以降低油田的生产综合成本，因此对结垢套管进行清洗就成为其中较重要环节。由于石油组分、压力、温度等因素发生变化，容易在套管内壁等处产生结垢、结蜡现象。特别是聚合物驱和三元复合驱采油在油气田领域的推广使用，使得污垢成分发生显著变化，结垢、结蜡现象更加明显。此现象会堵塞套管内壁，对生产造成不利影响，严重时甚至会导致停井停产，造成不可预测的经济损失。目前，清洗难度也随着三元复合驱技术的推广应用变得更加复杂，现有技术中，存在三方面技术问题需要解决：一、针对结垢严重的套管，都是将其起出后，运至专门场地清洗部门加以处理，这样的清洗方式浪费了大量的人力物力。二、现有的清洗设备还停留在传统工艺上，如化学除垢，机械除垢，都不能对套管内壁的三元复合驱井套管做高效清理，还会造成环境污染，钻具的使用也会损坏其他装置设备，造成不必要的经济浪费。三、常用的水射流清洗装置仅在清洗软质垢时有较好的效果，清洗硬质垢时对压力要求较高，不适用于高围压下。增强水射流的冲击力则是除垢的重要目标，因此提出一种安全、高效、低成本、绿色环保的套管清洗装置是必要的。


技术实现要素：

3.为解决油田开发过程中套管清洗所遇到的技术问题，本发明提出一种用于作业现场的套管清洗装置，该清洗装置具有两种振荡发生器，可替换使用，直接在作业现场对结垢套管进行清洗，本装置可同时高效清洗软质垢与硬质垢，对于软质垢推荐使用第一振荡结构的振荡发生器，对于硬质垢推荐使用第二振荡结构的振荡发生器，且可在高围压下完成高效清洗工作。
4.本公开所述的应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，基础方案1：包括旋转结构，其独特之处在于：
5.所述旋转结构包括中心连接体7、两组角接触轴承18、一组推力轴承8、组合密封3以及组合切片式限速体，所述组合切片式限速体包含压紧弹簧5、阻尼片6、减速圈16与黄铜摩擦片17；在中心连接体7外侧嵌入所述组合切片式限速体，利用压紧弹簧5的预紧力使所述组合切片式限速体贴紧中心连接体7；组合密封3安装在中心连接体7最前端，挡圈19与其中一组角接触球轴承18安装在中心连接体7前端，垫片15与另一组角接触球轴承18安装在中心连接体7后端，隔环14用于将推力轴承8和角接触球轴承18隔开；中心连接体7安装在外
壳体4内；密封弹簧13、高压密封9以及密封压帽12安装在中心连接体7尾部，形成一道主密封结构。
6.进一步地，所述组合密封3由条状聚四氟乙烯和圆环状橡胶组成，与外壳体4内的沟槽过盈连接，与中心连接体7间隙连接。
7.进一步地，所述阻尼片6的加工材料为陶瓷，通过键槽将阻尼片6与中心连接体7连接在一起，实现同步旋转，腔体内阻尼液为聚二甲基硅氧烷油。
8.基础方案2，所述应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，还包括液力释放器1。液力释放器1的外侧开有三个沿周向均匀分布的螺纹孔并置有3个风琴管空化喷嘴2，构成一组扭矩喷嘴组，所述扭矩喷嘴组中的风琴管空化喷嘴2的中心轴线与液力释放器1的中心轴线垂直，且风琴管空化喷嘴2与液力释放器1径向相距一个风琴管入口宽度，提供喷头旋转所需的扭矩，扭矩喷嘴与振荡腔配合使用，产生具有空化效果的高速射流，所有风琴管空化喷嘴均通过细牙螺纹与液力释放器1连接；风琴管空化喷嘴2内部设置入口腔、谐振腔、圆柱段及扩散段；液力释放器1内的液体流道与风琴管空化喷嘴2入口腔相连通，液力释放器1尾端以螺纹连接的形式与中心连接体7首端相连接，且液力释放器1和中心连接体7内的流道相通。
9.基础方案3，所述应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，还包括与中心体连接的振荡产生器11；通过调节密封弹簧13的预紧力保证振荡产生器11与中心连接体7紧密接触；
10.所述振荡产生器内部流道是回流式自激振荡腔；所述振荡产生器的内部流道沿过轴线的水平面被分为两部分，每部分加工有一半回流式自激振荡腔结构，通过连接器连接至一起组成完整回流式自激振荡腔结构；所述振荡产生器的后端连接在连续管作业车上用于接收高压水；
11.第一振荡结构下，所述振荡产生器具有射流入口段1101、出口段1102、上腔体1103、下腔体1104、斜坡面1105、平坡面1106以及回流道1107；入口宽与出口宽比值范围在0.8-1之间；入口段1101与斜坡面1105连接的空间部分构成上腔体1103，出口段1102与平坡面1106连接的空间部分构成下腔体1104，斜坡面1105与平坡面1106平滑连接，回流道1107用于将入口段1101和出口段1102相连。
12.进一步地，优选方案为：所述振荡产生器内部流道的纵向切面为正方形，回流道宽度与入口段宽度比值限定在2/3-3/4之间，以保证回流平稳可靠；入口段1101呈梯形，与回流直管段呈60度夹角，对来流具有缩进效果，能增加清洗的冲击力，斜坡面1105与回流直管段夹角在45度到75度之间。
13.对于软质垢特别适用第一振荡结构的振荡发生器。
14.而对于硬质垢的最优适用，则在第一振荡结构的基础上，增设以下内容，构成第二振荡结构：
15.所述振荡产生器的下腔体中央设置有一个圆柱形的整流块1108，诉所述整流块直径与出口段喉部直径之比范围在1.4-1.6之间，用于强化腔体内的扰流效应，自激振荡频率随整流块直径的增大而呈现先增大后降低的趋势，选取与出口段喉部直径比为1.5时，频率最大，产生自激振荡效果最强，除垢效果最好。
16.基础方案4，所述应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，还包括扶正胶囊21；扶正胶囊21包裹着外壳体4和振荡产生器11，连接器20将扶正胶囊21与振荡产生器11的两个
半体一起固定；所述扶正胶囊能够稳定喷头作业且强化振荡产生器11的密封效果。
17.扶正胶囊21表面装有充水口，用于根据清洗套管的内径提前调节好充水量，以实现扶正作用；扶正胶囊21与振荡产生器11共用一组连接器20实现固定；扶正胶囊21材料为一种硫化后的橡胶及纤维混合物，具有高耐磨性和低摩擦性。
18.基础方案4：一种应用于水力作业套管旋转清洗中的清洗装置，其独特之处在于，应用基础方案3中所述组件，与井口连续管作业车配合使用，通过连接水管向设置在所述清洗装置内的旋转结构输送高压水。
19.基础方案5：一种应用于水力作业套管旋转清洗中的清洗方法，其特征在于，应用基础方案4中所述的清洗装置，按照如下步骤，进行作业：
20.步骤一：振荡产生器11后端安装在连续管作业车上，与其配合使用，通过其内部的流道的连接完成高压水的传输，高压水经连续管流至振荡产生器，将高压水调制为振荡射流；
21.步骤二：高压水由振荡产生器经中心连接体7流过密封压帽12、高压密封9以及密封弹簧13流至喷头体，最后经喷头体上安装的风琴管空化喷嘴2射出具有空化效果的振荡射流；
22.步骤三：射流射出后对喷头产生反作用力，作用力由喷头传递至中心连接体，通过中心连接体上安装的轴承产生旋转效果；中心连接体上的组合密封3与中心连接体一同旋转，保证了喷头内部的密封性；
23.步骤四：中心连接体旋转时其上阻尼片6旋转，黄铜密封片17静止，两者形成相对运动产生摩擦力，同时结合腔内阻尼液的作用将喷头旋转速度控制在300-500r/min；
24.步骤五：连续管车供压需维持在10mpa-19mpa，作业排量为100-160l/min，连续管下降速度控制在5-15m/min。
25.本说明书一个或多个实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
26.首先，本公开给出的装置可在井下有限空间内，以自激振荡空化射流为主要清洗手段，与连续管作业车配合使用，直接对井下套管直接进行清洗，通过回流式自激振荡腔与风琴管空化喷嘴配合使用，形成自激振荡空化射流对套管内垢质进行清洗，其振荡产生器11具有两种可选择的结构，对于软质垢推荐第一振荡结构，对于硬质垢推荐使用第二振荡结构，第二振荡结构较第一振荡结构多加入了一个中央整流块，设计出了适用于油田作业现场套管清洗的具有回流式自激振荡腔的空化水射流旋转喷头结构，振荡产生器中的回流式自激振荡腔可以使接收的高压水从液力释放器喷出时产生自激振荡效果，同时也会产生左右摆动的喷流形态，增加湍动能，实现了对结有硬质与软质垢套管的有效清洗，市面上喷头大多具有较多数量的喷嘴，振荡结构与风琴管喷嘴的配合使用所提供的较强能量，可以减少设定的喷嘴数量，降低了结垢套管的清洗成本，降低了结垢套管的清洗条件，提高了清洗作业的安全性，为油田作业现场清洗结垢套管提供了新选择，装置结构精密，密封性好，可在井下复杂条件下完成高效稳定清洗，且中央整流块的振荡产生装置具有更好的调频效果，增强了射流的自激振荡频率。其次，安装在液力释放器上的喷嘴中心轴线与中心连接体轴线有一定距离，为液力释放器提供旋转所需的扭矩，以驱动液力释放器旋转，其布置方式通过大量试验与模拟进行了验证，以确保其在提供足够扭矩的前提下，具有较好的清洗效
果。另外，外壳体内具有限速装置，限速装置主要依靠阻尼片与黄铜片间的相对运动以及阻尼液的物理特性所产生的阻力，来对液力释放器的旋转速度进行控制，以防止自激振荡空化射流因转速过快而产生雾化现象，进而保证对结垢套管的高效清洗，在外壳体和振荡产生器外侧包裹着扶正胶囊，可根据清洗套管的内径来提前调节好充水量，以更好地起到扶正作用，具有较好的适用性。连接器将扶正胶囊与振荡产生器的两半一起固定，用于稳定喷头作业，且使振荡产生器具有更好的密封效果。
27.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
28.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
29.图1是本发明所述装置的外观结构示意图。
30.图2是本发明所述装置的剖面结构示意图。
31.图3是本发明所述装置的爆炸图。
32.图4是本发明所述装置液力释放器的爆炸图。
33.图5是本发明所述装置中喷头外壳、中心连接体和减速结构的组装结构示意图。
34.图6是本发明所述装置中中心连接体和主密封的组装结构示意图。
35.图7是本发明所述装置中中心连接体和副密封的组装结构示意图。
36.图8是本发明所述装置中旋转单元的三维结构示意图。
37.图9是本发明所述装置第一振荡结构的振荡产生器的爆炸图。
38.图10是本发明所述装置第二振荡结构的振荡产生器的爆炸图。
39.图11是本发明所述装置是振荡产生器与扶正胶囊的安装结构示意图。
40.图12是发明所述装置第一振荡结构的切面图
41.图13是发明所述装置第二振荡结构的切面图
42.图中1-液力释放器，2-风琴管空化喷嘴，3-组合密封，4-外壳体，5-压紧弹簧，6-阻尼片，7-中心连接体，8-推力轴承，9-高压密封，10-o型圈密封，11-振荡产生器，12-密封压帽，13-密封弹簧，14-隔环，15-垫片，16-减速圈，17-黄铜摩擦片，18-角接触球轴承，19-挡圈，20-连接器，21-扶正胶囊，1101-入口段，1102-出口段，1103-上腔体，1104-下腔体，1105-斜坡面，1106-平坡面，1107-回流道，1108-中央整流块。
具体实施方式
43.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
44.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
45.另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于
本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
46.本发明的技术方案是：水力作业套管旋转清洗装置，包括液力释放器1、外壳体4、连接器20、扶正胶囊21以及振荡产生器11这些部分，其独特之处在于：所述装置还包括组合密封3、压紧弹簧5、阻尼片6、中心连接体7、推力轴承8、高压密封9、o型密封圈10、密封压帽12、密封弹簧13、黄铜摩擦片17以及角接触球轴承18。
47.液力释放器1在周向开有若干用于安装风琴管空化喷嘴的螺纹孔，并安装有若干风琴管空化喷嘴2，所述的风琴管空化喷嘴内部流道包含扩散段、圆柱段、谐振腔以及入口腔，液力释放器1内流道与风琴管空化喷嘴的入口腔相连通；液力释放器1内部流道的尾端加工有螺纹与中心连接体7的前端螺纹相连接。
48.组合密封3、挡圈19和角接触球轴承18安装在中心连接体7的前端，垫片15、角接触球轴承18、隔环14以及推力轴承8安装在中心连接体7的后端，推力轴承8、隔环14、角接触球轴承18、挡圈19以及中心连接体7组成旋转单元。减速圈16、黄铜摩擦片17、阻尼片6以及压紧弹簧5安装在中心连接体7中段组成旋转减速单元。密封压帽12、高压密封9以及密封弹簧13安装在中心连接体7尾端的槽内构成主密封，密封弹簧13使密封压帽12与振荡产生器11始终紧密接触保持密封。
49.振荡产生器11前端通过螺纹与外壳体4尾部相连接，其中间加工有回流式自激振荡腔，振荡产生器11的尾部加工有锥螺纹与连续管相连接，以接收高压水。第一振荡结构呈轴对称，从对称轴切面看，振荡腔结构具有射流入口段1101，出口段1102，上下斜坡面1105，上下平坡面1106，上下回流道1107，上腔体1103，下腔体1104，入口宽与出口宽比值近1，入口段1101与斜坡面1105连接的空间部分构成上腔体1103，出口段1102与平坡面1106连接的空间部分构成下腔体1104，斜坡面1105与平坡面1106平滑连接，上下回流道1107将入口段1101和出口段1102相连，切面为正方形的管道，回流道宽度与入口段宽度比值限定在2/3到3/4，入口段1101与回流道1107衔接处是产生自激振荡的关键结构。入口段1101成梯形与回流直管段呈60度夹角，对来流具有缩进效果，增加清洗的冲击力，斜坡面11-5与回流直管段角度限定45度到75度之间,流体在入口缩径处被加速产生高速射流，高速射流受到微小扰动会发生向左右壁面的偏转，射流周期性交替摆动产生自激振荡效果，第二振荡结构在第一振荡结构的基础上只增加了一个中央整流块1108，其作用是强化腔体内的扰流效应，自激振荡频率会随整流块直径的增大而呈现先增大后降低的趋势，选取与出口段喉部直径比为1.5时，频率最大，产生自激振荡效果最为强烈。
50.进一步地，风琴管空化喷嘴2轴线与中心连接体7轴线相距一个风琴管入口宽度，分布于液力释放器1中部，提供扭矩。风琴管空化喷嘴2共有三个，喷嘴轴线与中心连接体7轴线夹角为90
°
，且风琴管空化喷嘴2与液力释放器1径向相距一个风琴管入口宽度，与振荡结构配合使用，振荡结构喷出带有大能量的高速射流，经过风琴管喷嘴产生具有大能量的空化射流束，反作用于在喷头，加速喷头旋转。
51.优选地，阻尼液为聚二甲基硅氧烷油，通过外壳体4中部的注入孔注入液力释放器内。组合密封3由聚四氟乙烯密封、o型圈密封两部分组成。风琴管空化喷嘴2使用细牙螺纹与液力释放器1相连接。振荡产生器11中部切为两部分，每部分内部流道加工有回流式自激振荡腔，通过连接器20连接成一体。共使用三组轴承，两组角接触球轴承18，一个推力轴承8，角接触球轴承材质为陶瓷。
52.所述装置还使用o型圈对振荡产生器11与外壳体4间的空隙进行密封，o型圈安装在振荡产生器11后部的o型圈密封槽内。扶正胶囊21通过连接器20固定在振荡产生器11上，将振荡产生器11与外壳体4一同包裹住，与振荡产生器11共用一组连接器20实现固定，起到扶正作用，且充有水的扶正胶囊21具有较好的适用性，其材料为一种硫化后的橡胶及纤维混合物，其具有高耐磨性、低摩擦以及较好的稳定性等特点
53.下面结合附图对本发明作进一步说明：
54.由图1至图13所示，具体实施时，所采用的风琴管空化喷嘴具有入口腔、谐振腔、圆柱段和扩散段。液力释放器1上安装3个风琴管空化喷嘴2，沿周向360
°
均匀分布，构成一组扭矩喷嘴组，扭矩喷嘴组的风琴管空化喷嘴的中心轴线与液力释放器的中心轴线垂直，扭矩喷嘴组的偏心距为10mm，风琴管空化喷嘴通过细牙螺纹与液力释放器相连接。
55.外壳体4、压紧弹簧5、阻尼片6、中心连接体7、减速圈16和黄铜摩擦片17构成限速结构，阻尼片与黄铜摩擦片交错安装在中心连接体上，上下安有减速圈增大摩擦力，通过键槽将阻尼片与中心连接体连接在一起一同旋转。阻尼液通过外壳体外部中间的注入孔注入液力释放器内。整个限速结构安装在外壳体内。
56.阻尼片6、中心连接体7、推力轴承8、隔环14、垫片15、角接触球轴承18和挡圈19构成旋转单元，旋转单元安装在喷头外壳内。
57.工作介质为水，且考虑到轴向力作用，选用陶瓷材料的推力轴承8和角接触球轴承18。
58.具体实施时，液力释放器上可安装3个风琴管空化喷嘴，由3个提供扭矩的喷嘴组成，通过大量模拟和室内实验得出喷头清洗效果最佳时的转速，防止因转速过大而发生雾化，从而不能实现高效清洗。在作业现场清洗工作时，根据连续管作业车的流量和最佳转速，确定了最佳液力释放器内的流道尺寸和喷嘴直径。由密封压帽12、高压密封9和密封弹簧13构成主密封，通过调节密封弹簧的预紧力来保证密封压帽12与振荡产生器11之间紧密接触，避免喷头在作业时发生漏水现象，通过选取合适的高压密封材料，进一步保证液力释放器整体的密封性。高压密封的材料为聚四氟乙烯，该种密封材料为高分子材料，不仅可以保证整体密封效果，同时延长高压密封的使用寿命。
59.振荡产生器11前端通过螺纹与外壳体4连接，振荡产生器振荡腔位置沿轴线被分为两部分，每部分加工有一半回流式自激振荡腔结构，通过连接器20连接扶正胶囊21与振荡产生器11两部分，至一起组成完整回流式自激振荡腔结构，两种振荡发生器结构通过其回流腔可将高压水射流调制为具有振荡效果的射流，并且具有左右扫掠式流态，可大大提高射流的除垢效果，降低清洗时所需的流量。使用时，高压泵排量：150l/min；工具承压≤20mpa，耐温-35℃-40℃；清洗装置易损件使用寿命不低于清洗120根套管的时间；单根套管清洗时间不超过3分钟。
60.具体操作步骤如下：
61.本装置振荡产生器连接连续管，高压泵通过连续管对喷头实现高压水供给，轴承、垫片、隔环、挡圈对中心连接体起到定位作用，同时可以减少喷头外壳与中心连接体之间接触面的摩擦力，避免损坏外壳体。主密封由密封压帽、高压密封、密封弹簧构成，此外在外壳体内还存在一组合密封，构成装置的副密封，主副密封结合使用可增加喷头作业的安全性。
62.本装置的限速部分由阻尼片、减速圈、黄铜摩擦片、压紧弹簧及浸满整个装置的聚
二甲硅氧烷油阻尼液构成，随着转速的增加，摩擦片以及阻尼液产生的阻力增加，进而降低喷头的转速，使喷头转速控制在合理范围内，避免转速过快使射流产生雾化现象，以保证清洗效果。
63.连续管作业车将高压水通过连续管输送至喷头内，通过振荡产生器内的回流式自激振荡腔对高压水进行调制，使高压水具有振荡效果，呈现出左右摆动的射流形态，通过中心连接体内流道流入液力释放器，最后经风琴管空化喷嘴调制为具有自激振荡效果的空化射流，射流的振荡效果及空化现象可实现对套管内硬质及软质垢的高效清洗。扶正胶囊包裹在外壳体与振荡产生器外侧，起扶正作用，达到更好的稳定密封效果。由现场试验可知，该装置的清洗效果显著。
64.经现场试验，本装置中的密封结构可实现在高围压条件下的密封作用，可保证液力释放器稳定可靠的进行清洗工作。本装置通过液力释放器的旋转实现了套管壁的全面清洗，且自激振荡空化射流具有清洗效果好、不伤害管壁的特性。
65.实际应用时，空化喷嘴会有一定的损耗，因此本装置所使用的喷嘴为可拆卸喷嘴，出现磨损后，更换十分快捷，保证了作业效率。与连续管作业车相连的振荡发生器结构有两种，可在适合的工况下任意装换，扶正胶囊的充水应用提高了各种工况下适用性，提高作业效率。

技术特征：
1.一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，包括旋转结构，其特征在于：所述旋转结构包括中心连接体(7)、两组角接触轴承(18)、一个推力轴承(8)、组合密封(3)以及组合切片式限速体，所述组合切片式限速体包含压紧弹簧(5)、阻尼片(6)、减速圈(16)与黄铜摩擦片(17)；在中心连接体(7)外侧嵌入所述组合切片式限速体，利用压紧弹簧(5)的预紧力使所述组合切片式限速体贴紧中心连接体(7)；组合密封(3)安装在中心连接体(7)最前端，挡圈(19)与其中一组角接触球轴承(18)安装在中心连接体(7)前端，垫片(15)与另一组角接触球轴承(18)安装在中心连接体(7)后端，隔环(14)用于将推力轴承(8)和角接触球轴承(18)隔开；中心连接体(7)安装在外壳体(4)内；密封弹簧(13)、高压密封(9)以及密封压帽(12)安装在中心连接体(7)尾部，形成一道主密封结构。2.根据权利要求1所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述组合密封(3)由条状聚四氟乙烯和圆环状橡胶组成，与外壳体(4)内的沟槽过盈连接，与中心连接体(7)间隙连接。3.根据权利要求2所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述阻尼片(6)的加工材料为陶瓷，通过键槽将阻尼片(6)与中心连接体(7)连接在一起，实现同步旋转，腔体内阻尼液为聚二甲基硅氧烷油。4.根据权利要求3所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述组件还包括液力释放器(1)；液力释放器(1)的外侧开有三个沿周向均匀分布的螺纹孔并置有3个风琴管空化喷嘴(2)，构成一组扭矩喷嘴组，所述扭矩喷嘴组中的风琴管空化喷嘴(2)的中心轴线与液力释放器(1)的中心轴线垂直，且风琴管空化喷嘴(2)与液力释放器(1)径向相距一个风琴管入口宽度，提供喷头旋转所需的扭矩，扭矩喷嘴与振荡腔配合使用，产生具有空化效果的高速射流，所有风琴管空化喷嘴均通过细牙螺纹与液力释放器(1)连接；风琴管空化喷嘴(2)内部设置入口腔、谐振腔、圆柱段及扩散段；液力释放器(1)内的液体流道与风琴管空化喷嘴(2)入口腔相连通，液力释放器(1)尾端以螺纹连接的形式与中心连接体(7)首端相连接，且液力释放器(1)和中心连接体(7)内的流道相通。5.根据权利要求4所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述组件还包括振荡产生器(11)；通过调节密封弹簧(13)预紧力保证振荡产生器(11)与中心连接体(7)紧密接触；所述振荡产生器内部流道是回流式自激振荡腔；所述振荡产生器的内部流道沿过轴线的水平面被分为两部分，每部分加工有一半回流式自激振荡腔结构，通过连接器连接至一起组成完整回流式自激振荡腔结构；所述振荡产生器的后端连接在连续管作业车上用于接收高压水；所述振荡产生器具有射流入口段(1101)、出口段(1102)、上腔体(1103)、下腔体(1104)、斜坡面(1105)、平坡面(1106)以及回流道(1107)；入口宽与出口宽比值范围在0.8-1之间；入口段(1101)与斜坡面(1105)连接的空间部分构成上腔体(1103)，出口段(1102)与平坡面(1106)连接的空间部分构成下腔体(1104)，斜坡面(1105)与平坡面(1106)平滑连接，回流道(1107)用于将入口段(1101)和出口段(1102)相连。6.根据权利要求5所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述振荡产生器内部流道的纵向切面为正方形，回流道宽度与入口段宽度比值限定在
2/3-3/4之间，以保证回流平稳可靠；入口段(1101)呈梯形，与回流直管段呈60度夹角，对来流具有缩进效果，能增加清洗的冲击力，斜坡面(1105)与回流直管段夹角在45度到75度之间。7.根据权利要求6所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述振荡产生器的下腔体中央设置有一个圆柱形的整流块(1108)，诉所述整流块直径与出口段喉部直径之比范围在1.4-1.6之间，用于强化腔体内的扰流效应，自激振荡频率随整流块直径的增大而呈现先增大后降低的趋势，选取与出口段喉部直径比为1.5时，频率最大，产生自激振荡效果最强，除垢效果最好。8.根据权利要求7所述的一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件，其特征在于：所述组件还包括扶正胶囊(21)；扶正胶囊(21)包裹着外壳体(4)和振荡产生器(11)，连接器(20)将扶正胶囊(21)与振荡产生器(11)的两个半体一起固定；所述扶正胶囊能够稳定喷头作业且强化振荡产生器(11)的密封效果；扶正胶囊(21)表面装有充水口，用于根据清洗套管的内径提前调节好充水量，以实现扶正作用；扶正胶囊(21)与振荡产生器(11)共用一组连接器(20)实现固定；扶正胶囊(21)材料为一种硫化后的橡胶及纤维混合物，具有高耐磨性和低摩擦性。9.一种应用于水力作业套管旋转清洗中的清洗装置，其特征在于，应用权利要求8所述组件，与井口连续管作业车配合使用，通过连接水管向连接在所述清洗装置内的旋转结构输送高压水。10.一种应用于水力作业套管旋转清洗中的清洗方法，其特征在于，应用权利要求9所述的清洗装置，按照如下步骤，进行作业：步骤一：振荡产生器(11)后端安装在连续管作业车上，与其配合使用，通过其内部流道的连接完成高压水的传输，高压水经连续管流至振荡产生器，将高压水调制为振荡射流；步骤二：高压水由振荡产生器经中心连接体(7)流过密封压帽(12)、高压密封(9)以及密封弹簧(13)流至喷头体，最后经喷头体上安装的风琴管空化喷嘴(2)射出具有空化效果的振荡射流；步骤三：射流射出后对喷头产生反作用力，作用力由喷头传递至中心连接体，通过中心连接体上安装的轴承产生旋转效果；中心连接体上的组合密封(3)与中心连接体一同旋转，保证了喷头内部的密封性；步骤四：中心连接体旋转时其上阻尼片(6)旋转，黄铜密封片(17)静止两者形成相对运动产生摩擦力，同时结合腔内阻尼液的作用将喷头旋转速度控制在300-500r/min；步骤五：连续管车供压需维持在10mpa-19mpa，作业排量为100-160l/min，连续管下降速度控制在5-15m/min。

技术总结
本公开涉及一种应用于水力作业套管旋转清洗中的组件、装置以及清洗方法，所述装置包括液力释放器、中心连接体、外壳体、振荡产生器、组合密封以及组合切片式限速体以及扶正胶囊；装置前部是液力释放器，内部通过螺纹孔与中心连接体连接；中心连接体外侧嵌入组合切片式限速体，组合密封安装在中心连接体最前端，垫片与另一组角接触球轴承安装在中心连接体后端，隔环将推力轴承和角接触球轴承隔开；组合后将中心连接体安装在外壳体内，密封弹簧、高压密封以及密封压帽安装在中心连接体尾部，形成一道主密封结构。本公开给出的实施例提供了两种振荡产生器，可替换使用，能够清洗软质垢与硬质垢，适用于对作业套管的清洗中，能够清除套管内壁三元复合驱垢和聚合物驱垢。清除套管内壁三元复合驱垢和聚合物驱垢。清除套管内壁三元复合驱垢和聚合物驱垢。


技术研发人员：吴微 徐艳 刘宇涛 张井龙 王尊策 王勇 徐德奎 张宏岩
受保护的技术使用者：东北石油大学
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/26