一种金属钻铤自动化清洁清洗装置的制作方法

1.本发明涉及钻铤清洁设备领域，具体的是一种金属钻铤自动化清洁清洗装置。


背景技术：

2.钻铤是下钻作业时下部钻具的重要组成部分，钻铤主要具备给钻头施加钻压、保证压缩条件下的必要强度、使钻头工作平稳、控制井斜的作用。钻铤主要分为螺旋钻铤、无磁钻铤、整体钻铤。其中螺旋钻铤为了减少与井壁的接触面积，有效的防止压差卡钻，通常会在圆钻铤外圆柱面上加工三条右旋的螺旋槽。
3.下钻作业的过程中钻井中夹杂的泥土与矿物会在压力的推动下卡入螺旋钻铤的螺纹槽内部，随着下钻深度的增加，泥土与矿物逐渐被夯实在螺纹槽中，若不及时对其进行清理将会增大螺旋钻铤与井壁之间的摩擦力，降低下钻作业的效率，影响螺旋钻铤的使用寿命。
4.现有对螺旋钻铤的螺旋槽内部的杂物进行清理时，普遍采用人工手持铲刀对螺旋槽内紧实泥土与矿物进行松动，之后采用多角度的高压水枪对螺旋槽进行冲洗的方式。这种清洁方式针对紧密堵塞在螺旋槽内部的杂物进行松动时，夹杂在泥土之中的坚硬矿物会对铲刀造成阻挡，使得难以将铲刀插入至螺纹槽内部，从而无法对杂物进行有效的松动，使得清洁效果较差。此外，采用高压冲洗的方式会产生大量泥水附着在螺旋钻铤的表面，从而导致额外需要对螺旋钻铤进行擦拭干燥处理，增加清洗步骤，降低清洁效率。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，包括放置在钻铤下部用于对其两端进行支撑、定位、转动的固定部件，固定部件中部左右滑动设置有对钻铤螺旋槽中卡入的杂物进行清洁的清理部件。
6.所述固定部件包括左右对称设置在两侧的固定架，固定架内部前后滑动设置有对钻铤的端部进行夹持对心并带动其转动的对心组件，两个固定架的后部下侧之间安装有导向杆，两个固定架的前部下侧之间转动设置有进给螺纹杆。
7.所述清理部件包括左右滑动设置在导向杆前部的清理架，清理架前部下侧套设在进给螺纹杆的外侧并与其螺纹配合，清理架内壁上周向等间距转动设置有三个清理座，清理座靠近清理架中心位置的一侧两端分别铰接有清理轴与弹簧杆，弹簧杆的伸缩端与清理轴另一端铰接，清理轴中部外侧转动套设有清理套，清理套远离清理座的一端外侧沿其轴向滑动设置有粉碎齿环，粉碎齿环的齿形朝向清理轴与清理座的铰接处，粉碎齿环远离清理座的一侧内外滑动设置有锥面螺旋扫刷，清理轴靠近清理座的一侧右部安装有清理电机，清理电机通过齿轮传动与清理套连接。
8.清理轴在弹簧杆的推动下带动清理套伸入至钻铤螺旋槽的内部，清理套带动粉碎齿环紧靠在钻铤螺旋槽内部卡入的杂物外侧，启动清理电机通过清理套带动粉碎齿环转动，从而对杂物进行粉碎，粉碎齿环带动锥面螺旋扫刷同步转动将粉碎的杂物与附着在钻
铤螺旋槽内部的泥土扫除。
9.优选的，所述对心组件包括两个前后滑动穿插在固定架内部的对心叉，设置在同一固定架上的两个对心叉交错布置，设置在同一固定架上的两个对心叉通过下部的齿轮齿条传动同步互相靠近或远离，对心叉上转动设置有对钻铤进行转动的转动辊，后侧的对心叉通过其后侧设置的导向柱滑动穿插在固定架的对应位置上，固定架前部设置有液压缸，液压缸的活塞杆与位于前侧对应位置的对心叉相连。
10.优选的，位于右侧的所述固定架的前部安装有转动电机，转动电机通过皮带与进给螺纹杆相连，进给螺纹杆通过皮带与涨紧机构、对应位置的转动辊相连。
11.优选的，所述粉碎齿环靠近清理座的一侧与清理轴之间设置有将粉碎齿环向远离清理座方向推动的回复弹簧，粉碎齿环远离清理座的一侧与清理轴上对应位置设置有冲击块，两处位置上的冲击块接触时将粉碎齿环向远离清理座方向推动。
12.优选的，所述锥面螺旋扫刷是由沿清理轴远离清理座的轴向呈逐渐扩张的周向等间距扫动块组成，每个扫动块与粉碎齿环的内壁之间均设置有将扫动块向内侧推动的扫动弹簧，清理轴对应锥面螺旋扫刷的位置开设有朝远离粉碎齿环的方向直径逐渐减小的锥面。
13.优选的，所述弹簧杆的外壁中部弹性滑动设置有限制其活塞杆只能向外侧伸出的限位销。
14.优选的，所述固定架与清理架上部均设置有供钻铤放入其内部的缺口。
15.本发明的有益效果在于：一、本发明采用清理轴带动粉碎齿环贴合在螺旋槽内部的杂物表面，通过转动粉碎齿环对泥土中夹杂的坚硬矿物进行粉碎，从而能够对杂物进行有效松动，保证了清洁效果；且粉碎齿环转动时通过冲击块相互接触，能够推动粉碎齿环对紧密的杂物进行持续的冲击，增加了粉碎效果。
16.二、本发明采用与粉碎齿环同步转动的锥面螺旋扫刷对杂物粉碎之后的螺纹槽的内部进行扫除，从而将附着在螺旋槽内部表面的泥土扫除，减少了清洗步骤，增加清洁效率，且沿清理轴轴向逐渐扩张的扫动块能够增加与螺旋槽的接触面积，进而能够增加对螺纹槽的同一处位置的清洁时间，保证清洁效果。
17.三、本发明采用粉碎齿环对杂物进行冲击时带动锥面螺旋扫刷同步移动，使得扫动块在清理轴锥面的推动下向外侧扩张，从而使得锥面螺旋扫刷能够对螺旋槽内部的附着的泥土进行冲击，增加对泥土的扫除效果，且能够防止锥面螺旋扫刷外侧刷毛因长时间弯曲而变形。
18.四、本发明固定架与清理架上部均设置有开口，能够便捷的将螺旋钻铤放置在本发明的内部和清洁完成之后运离本发明，增加本发明的便捷性。
19.五、本发明采用对心组件能够自适应的将不同外径的螺旋钻铤的轴心对位至同一位置并锁定，从而便于对不同外径的螺旋钻铤进行清洁，增加了本发明的适应性。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.图1是本发明对螺旋钻铤进行清理时的整体结构示意图。
22.图2是本发明中固定部件的结构示意图。
23.图3是本发明中固定部件的局部结构示意图。
24.图4是本发明中清理部件的结构示意图。
25.图5是本发明中清理部件对螺旋钻铤的螺旋槽进行清理时的状态图。
26.图6是本发明中弹簧杆与的限位销的半剖图。
27.图7是本发明中清理部件去除清理架、清理座与弹簧杆之后的结构示意图。
28.图8是本发明中粉碎齿环的剖视图。
29.图9是本发明中清理套、清理轴、粉碎齿环与锥面螺旋扫刷的局部半剖图。
30.图10是本发明中粉碎齿环与锥面螺旋扫刷的结构示意图。
31.图中：1、固定部件；2、清理部件；11、固定架；12、对心组件；13、导向杆；14、螺纹杆；21、清理架；22、清理座；23、清理轴；24、弹簧杆；25、清理套；26、粉碎齿环；27、锥面螺旋扫刷；28、清理电机；111、转动电机；121、对心叉；122、转动辊；123、液压缸；241、限位销；261、回复弹簧；262、冲击块；271、扫动块。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
33.参阅图1和图2，一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，包括放置在钻铤下部用于对其两端进行支撑、定位、转动的固定部件1，固定部件1中部左右滑动设置有对钻铤螺旋槽中卡入的杂物进行清洁的清理部件2，固定部件1包括左右对称设置在两侧的固定架11，两个固定架11的后部下侧之间安装有导向杆13，清理部件2包括左右滑动设置在导向杆13前部的清理架21；当需要对螺旋钻铤进行清理时，首先将螺旋钻铤放置在固定部件1内部，之后通过固定部件1将螺旋钻铤的位置固定在与清理部件2处于同轴心的位置，随后通过固定部件1对螺旋钻铤进行转动，螺旋钻铤转动的同时通过清理部件2对螺旋钻铤外侧螺旋槽内部的杂物进行清理，本发明通过清理部件2能够对螺旋槽内部的杂物进行有效的松动，同时对杂物进行扫除，以便于增加清洗效果与清洗效率。
34.参阅图1，固定架11与清理架21上部均设置有供钻铤放入其内部的缺口；当需要对螺旋钻铤进行清洁时，通过吊运设备将螺栓钻铤从固定架11与清理架21的上部吊放至固定部件1与清理部件2的内部，使得本发明便于对螺栓钻铤进行放置与取出。
35.参阅图2和图3，固定部件1还包括前后滑动设置在固定架11内部的对心组件12，两个固定架11的前部下侧之间转动设置有进给螺纹杆14，清理架21前部下侧套设在进给螺纹杆14的外侧并与其螺纹配合；当螺栓钻铤放置在固定架11与清理架21的内部时，采用对心组件12将螺旋钻铤固定至清理架21的中心位置，从而便于对螺栓钻铤进行清理。
36.参阅图1-图3，对心组件12包括两个前后滑动穿插在固定架11内部的对心叉121，设置在同一固定架11上的两个对心叉121交错布置，设置在同一固定架11上的两个对心叉121通过下部的齿轮齿条传动同步互相靠近或远离，对心叉121由上下互相垂直设置的短支臂与长支臂组成，后侧的对心叉121通过其后侧设置的导向柱滑动穿插在固定架11的对应位置上，对心叉121的短支臂与长支臂的对应位置均转动设置有对钻铤进行转动的转动辊
122，固定架11前部设置有液压缸123，液压缸123的活塞杆与位于前侧对应位置的对心叉121相连；当将螺旋钻铤放置在固定架11内部之后，螺旋钻铤被对心叉121的长支臂承托在上面，随后伸出液压缸123的活塞杆带动位于前侧对心叉121向后移动，前侧的对心叉121通过下部的齿轮齿条传动带动后侧的对心叉121同步向前移动，通过前后两个对心叉121的互相靠近将螺旋钻铤向上举升至卡在转动辊122之间，从而将螺旋钻铤的位置固定。
37.参阅图1、图4和图9，清理部件2还包括周向等间距转动设置在清理架21内壁上的三个清理座22，清理座22靠近清理架21中心位置的一侧两端分别铰接有清理轴23与弹簧杆24，弹簧杆24的伸缩端与清理轴23另一端铰接，清理轴23中部外侧转动套设有清理套25，清理套25远离清理座22的一端外侧沿其轴向滑动设置有粉碎齿环26，粉碎齿环26的齿形朝向清理轴23与清理座22的铰接处，粉碎齿环26远离清理座22的一侧内外滑动设置有锥面螺旋扫刷27，清理轴23靠近清理座22的一侧右部安装有清理电机28，清理电机28通过齿轮传动与清理套25连接；当螺旋钻铤的位置被固定之后，弹簧杆24带动清理轴23向螺旋钻铤位置移动，清理轴23带动清理套25同步移动，清理套25带动粉碎齿环26移动至抵紧在螺旋钻铤的外侧表面。
38.参阅图4和图6，弹簧杆24的外壁中部设置有限位销241；限位销241靠近弹簧杆24的一端设置有斜面，弹簧杆24的伸出杆上的对应位置设置有多个定位孔，弹簧杆24推动清理轴23移动时，弹簧杆24的定位孔通过限位销241端部设置的斜面推动限位销241远离弹簧杆24，当弹簧杆24停止移动时，限位销241伸入定位孔内部将弹簧杆24的长度固定，使得弹簧杆24带动粉碎齿环26紧靠在螺旋钻铤的螺旋槽内部的杂物外侧，当杂物表面有起伏时，弹簧杆24能够将粉碎齿环26锁定在靠近螺旋钻铤的位置，避免杂物推动粉碎齿环26，从而保证对杂物的清理效果。
39.需要说明的是，将螺旋钻铤放入固定架11内部时，拉动限位销241退出定位孔内部，之后手动将弹簧杆24的伸缩杆缩回，避免对螺旋钻铤造成阻碍。
40.参阅图2-图5和图9，位于右侧的固定架11的前部安装有转动电机111，转动电机111通过皮带与进给螺纹杆14相连，进给螺纹杆14通过皮带与涨紧机构、对应位置的转动辊122相连；当粉碎齿环26紧靠在螺旋钻铤上的杂物外侧时，启动转动电机111带动进给螺纹杆14转动，进给螺纹杆14带动转动辊122转动，转动辊122带动螺旋钻铤朝向粉碎齿环26的齿形一侧转动，同时进给螺纹杆14带动清理架21沿螺旋钻铤的轴向移动，清理架21移动时带动清理轴23同步移动，清理轴23通过清理套25带动粉碎齿环26移动至螺旋钻铤的螺旋槽处，清理轴23在弹簧杆24的推动下卡入螺旋槽的内部，清理轴23卡入螺旋槽内部时带动清理座22转动，从而适应螺旋钻铤的螺旋槽的斜度；同时启动清理电机28带动清理套25转动，清理套25带动粉碎齿环26转动，使得转动的粉碎齿环26对卡入螺旋槽内的坚硬矿物进行粉碎，粉碎齿环26带动锥面螺旋扫刷27同步转动，使得锥面螺旋扫刷27贴合在螺旋钻铤的螺旋槽内部，从而对螺旋槽内部附着的泥土进行刷动清洁。
41.需要说明的是，与进给螺纹杆14相连的转动辊122外侧设置有防滑橡胶纹，能够增加转动辊122与螺旋钻铤之间的摩擦力，使得转动辊122能够稳定的带动螺旋钻铤转动。
42.本实施例中的涨紧机构如图3所示包括上下弹性滑动设置在右侧的固定架11右侧的涨紧块，涨紧块左侧转动设置有涨紧轮，涨紧轮、进给螺纹杆14与对应位置的转动辊122外侧绕设有供其同步转动的皮带。
43.需要说明的是，本发明在对螺旋钻铤进行转动的同时，通过进给螺纹杆14带动清理架21同步沿螺旋钻铤的轴向移动，使得清理轴23带动粉碎齿环26始终卡在螺旋钻铤的螺旋槽内部。
44.参阅图7-图9，粉碎齿环26靠近清理座22的一侧与清理轴23之间设置有将粉碎齿环26向远离清理座22方向推动的回复弹簧261，粉碎齿环26远离清理座22的一侧与清理轴23上对应位置设置有冲击块262，两处位置上的冲击块262接触时将粉碎齿环26向远离清理座22方向推动；粉碎齿环26在转动时，粉碎齿环26上的冲击块262与清理轴23上的冲击块262接触，从而将粉碎齿环26向与螺旋钻铤转动相反向冲击，从而对紧密的杂物进行持续的冲击，增加粉碎效果。
45.参阅图7、图9和图10，锥面螺旋扫刷27是由沿清理轴23远离清理座22的轴向呈逐渐扩张的周向等间距扫动块271组成，每个扫动块271与粉碎齿环26的内壁之间均设置有将扫动块271向内侧推动的扫动弹簧，扫动块271外侧设置有刷毛，清理轴23对应锥面螺旋扫刷27的位置开设有朝远离粉碎齿环26的方向直径逐渐减小的锥面；当粉碎齿环26对紧密的杂物进行冲击时带动锥面螺旋扫刷27同步移动，使得扫动块271沿着清理轴23的锥面移动，从而使得清理轴23向外侧推动扫动块271，扫动块271对螺旋槽内部的附着的泥土进行冲击，增加对泥土的扫除效果，且能够防止扫动块271外侧刷毛因长时间弯曲而变形。
46.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，包括放置在钻铤下部用于对其两端进行支撑、定位、转动的固定部件(1)，固定部件(1)中部左右滑动设置有对钻铤螺旋槽中卡入的杂物进行清洁的清理部件(2)；所述固定部件(1)包括左右对称设置在两侧的固定架(11)，固定架(11)内部前后滑动设置有对钻铤的端部进行夹持对心并带动其转动的对心组件(12)，两个固定架(11)的后部下侧之间安装有导向杆(13)，两个固定架(11)的前部下侧之间转动设置有进给螺纹杆(14)；所述清理部件(2)包括左右滑动设置在导向杆(13)前部的清理架(21)，清理架(21)前部下侧套设在进给螺纹杆(14)的外侧并与其螺纹配合，清理架(21)内壁上周向等间距转动设置有三个清理座(22)，清理座(22)靠近清理架(21)中心位置的一侧两端分别铰接有清理轴(23)与弹簧杆(24)，弹簧杆(24)的伸缩端与清理轴(23)另一端铰接，清理轴(23)中部外侧转动套设有清理套(25)，清理套(25)远离清理座(22)的一端外侧沿其轴向滑动设置有粉碎齿环(26)，粉碎齿环(26)的齿形朝向清理轴(23)与清理座(22)的铰接处，粉碎齿环(26)远离清理座(22)的一侧内外滑动设置有锥面螺旋扫刷(27)，清理轴(23)靠近清理座(22)的一侧右部安装有清理电机(28)，清理电机(28)通过齿轮传动与清理套(25)连接；清理轴(23)在弹簧杆(24)的推动下带动清理套(25)伸入至钻铤螺旋槽的内部，清理套(25)带动粉碎齿环(26)紧靠在钻铤螺旋槽内部卡入的杂物外侧，启动清理电机(28)通过清理套(25)带动粉碎齿环(26)转动，从而对杂物进行粉碎，粉碎齿环(26)带动锥面螺旋扫刷(27)同步转动将粉碎的杂物与附着在钻铤螺旋槽内部的泥土扫除。2.根据权利要求1所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，所述对心组件(12)包括两个前后滑动穿插在固定架(11)内部的对心叉(121)，设置在同一固定架(11)上的两个对心叉(121)交错布置，设置在同一固定架(11)上的两个对心叉(121)通过下部的齿轮齿条传动同步互相靠近或远离，对心叉(121)上转动设置有对钻铤进行转动的转动辊(122)，后侧的对心叉(121)通过其后侧设置的导向柱滑动穿插在固定架(11)的对应位置上，固定架(11)前部设置有液压缸(123)，液压缸(123)的活塞杆与位于前侧对应位置的对心叉(121)相连。3.根据权利要求2所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，位于右侧的所述固定架(11)的前部安装有转动电机(111)，转动电机(111)通过皮带与进给螺纹杆(14)相连，进给螺纹杆(14)通过皮带与涨紧机构、对应位置的转动辊(122)相连。4.根据权利要求1所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，所述粉碎齿环(26)靠近清理座(22)的一侧与清理轴(23)之间设置有将粉碎齿环(26)向远离清理座(22)方向推动的回复弹簧(261)，粉碎齿环(26)远离清理座(22)的一侧与清理轴(23)上对应位置设置有冲击块(262)，两处位置上的冲击块(262)接触时将粉碎齿环(26)向远离清理座(22)方向推动。5.根据权利要求1所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，所述锥面螺旋扫刷(27)是由沿清理轴(23)远离清理座(22)的轴向呈逐渐扩张的周向等间距扫动块(271)组成，每个扫动块(271)与粉碎齿环(26)的内壁之间均设置有将扫动块(271)向内侧推动的扫动弹簧，清理轴(23)对应锥面螺旋扫刷(27)的位置开设有朝远离粉碎齿环(26)的方向直径逐渐减小的锥面。
6.根据权利要求1所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，所述弹簧杆(24)的外壁中部弹性滑动设置有限制其活塞杆只能向外侧伸出的限位销(241)。7.根据权利要求1所述的一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，其特征在于，所述固定架(11)与清理架(21)上部均设置有供钻铤放入其内部的缺口。

技术总结
本发明涉及钻铤清洁设备领域，具体的是一种金属钻铤自动化清洁清洗装置，包括放置在钻铤下部用于对其两端进行支撑、定位、转动的固定部件，固定部件中部左右滑动设置有对钻铤螺旋槽中卡入的杂物进行清洁的清理部件，本发明采用清理轴带动粉碎齿环贴合在螺旋槽内部的杂物表面，通过转动粉碎齿环对泥土中夹杂的坚硬矿物进行粉碎，从而能够对杂物进行有效松动，保证了清洁效果；且粉碎齿环转动时能够推动粉碎齿环对紧密的杂物进行冲击，增加了粉碎效果；本发明采用与粉碎齿环同步转动的锥面螺旋扫刷对杂物粉碎之后的螺纹槽的内部进行扫除，从而将附着在螺旋槽内部表面的泥土扫除，减少了清洗步骤，增加清洁效率。增加清洁效率。增加清洁效率。


技术研发人员：张思明 宋清 朱华东
受保护的技术使用者：江苏鑫泽不锈钢制品有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/1