一种水源井内输水钢管打捞系统及使用方法

摘要

本发明公开了一种水源井内输水钢管打捞系统及使用方法，包括回转加压提升系统和打捞器，打捞器包括一个打捞钢管，在打捞钢管的底部安装有切削刃，在打捞钢管的内壁设有向上倾斜的顶片；回转加压提升系统，包括起吊装置、钻杆、岩心钻机、油压千斤顶，起吊装置与钻杆的顶部相连，钻杆的底部与打捞器相连，钻杆通过岩心钻机驱动其旋转，油压千斤顶为钻杆提供向上的压力；所述的起吊装置上安装有用于显示其拉力的拉力表。可以通过打捞器把井内输水钢管与水源井井壁之间的卡夹物处理掉，解除输水钢管与井壁管或井壁的挤夹力，并通过回转提升装置把事故输水钢管打捞上来。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水源井内输水钢管打捞系统及使用方法，属于工业与民用水源井内供水设 备设施维修领域。

背景技术

工业或民用供水水源井常常使用钢管作为井内输水管，钢管之间采用法兰连接。在长期 使用过程中，井内输水管或连接法兰被锈蚀。有时在维修井上或井下设备管路时，因操作不 当往往不慎把管钳、五金工具或螺丝等掉入井内，这些物件悬卡在输水钢管法兰和水源井井 壁管之间，或卡在潜水泵与水源井管壁之间，把水源井内输水管卡挤水源井管壁或井壁中， 给把输水管提出水井带来极大困难；以往按照常规方法常使用打捞公锥进行打捞，即把公锥 锥入输水管内眼中，但是因为公锥和管眼内壁之间的摩擦力有限，往往造成公锥滑脱；有时 一旦在管眼内有阻卡物，公锥难以锥入造成无法打捞。当井内输水钢管无法被打捞时往往造 成水源井的报废，不仅造成一定经济损失，还可能影响到工业和居民正常用水。

发明内容

本发明的目的就是对水源井内事故输水钢管进行安全打捞，公开了一种水源井内输水钢 管打捞系统及使用方法。可以通过打捞器把井内输水钢管与水源井井壁之间的卡夹物处理掉， 解除输水钢管与井壁管或井壁的挤夹力，并通过回转提升装置把事故输水钢管打捞上来。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水源井内输水钢管打捞系统，包括回转加压提升系统和打捞器，所述的打捞器与回 转加压系统提升相连，所述的打捞器，包括一个打捞钢管，在所述的打捞钢管的底部安装有 在打捞器下降时,对卡挤物进行切削的切削刃；在所述的打捞钢管的内壁设有在打捞器上升时, 用于顶住输水钢管法兰盘的顶片,所述的顶片向上倾斜；

所述的回转加压提升系统，包括起吊装置、钻杆、岩心钻机和油压千斤顶，所述的起吊 装置与钻杆的顶部相连，钻杆的底部与打捞器相连，所述的钻杆通过岩心钻机驱动其旋转， 所述的油压千斤顶为钻杆提供向上的顶力；所述的起吊装置上安装有用于显示其拉力的拉力 表，在所述的油压千斤顶上安装有油压表。

所述的打捞钢管底部用硬质合金碎块焊接有切削刃，所述的切削刃分为底出刃、内出刃 和外出刃，所述的底出刃设置在打捞钢管的底端，所述的内出刃设置在打捞钢管底部的内壁 上，所述的外出刃设置在打捞钢管底部的外壁上。

所述的顶片共3个且在打捞钢管同一横断面上呈120°均布，顶片向管内倾斜，倾斜后 三个顶片内缘在与打捞钢管垂直的同一横截面圆周上，且圆周直径比输水钢管法兰直径大 5mm，且在打捞钢管向下走的过程中，通过慢慢回转打捞钢管，使3个顶片内斜面慢慢把法兰 盘收到顶片处的钢管内并逐渐使打捞钢管与法兰盘同心，然后使得顶片在外力驱动下向下走 时，可以通过法兰盘；在对事故输水钢管向上打捞的过程中，尽量使打捞钢管与法兰盘偏心， 利用打捞钢管与法兰盘的偏心，使得3个顶片中至少有一个顶住法兰盘，然后将事故输水钢 管打捞上来。

所述的水源井内输水钢管打捞系统的使用方法，如下：

步骤1把连接好的回转加压提升系统和打捞器中的钻杆和打捞器下放到水源井内，当打 捞器接近被打捞的输水钢管法兰上部约1m左右处时，开动岩心钻机，岩心钻机夹持住钻杆并 慢慢带动钻杆回转，同时利用起吊装置把钻杆和打捞器下放与卡挤物接触；打捞器底部的切 削刃通过切削或震动作用，慢慢把卡挤物处理掉，并把输水钢管法兰和输水钢管装入到打捞 器内。

所述的钻杆回转速度不高于35r/min，利用钻杆和打捞器的自重给切削刃加压。

步骤2：当打捞器的顶片下降超过输水钢管法兰时，慢慢向上提升打捞器；确定打捞器 的顶片牢牢顶住输水钢管法兰时，操作夹持住钻杆的油压千斤顶，通过钻杆把和油压千斤顶 打产生的向上的顶力传递到与顶片接触的输水钢管法兰上，把水源井内的输水钢管及输水钢 管法兰顶活；

步骤3：使用油压千斤顶强力加压时，确保压力慢慢上升，当发现钻杆活动范围加大且 油压表显数降低时，说明井内输水钢管被顶活；继续操作油压千斤顶至钻杆上升一个千斤顶 油压缸行程。然后松开油压千斤顶的夹持卡瓦，使用起吊装置进行起吊试验，当与吊起装置 连接的拉力表显示回转加压提升系统、打捞器和井内被打捞的输水钢管及其法兰的总重量相 等时，说明井内输水钢管和输水钢管法兰等已不存在被卡挤现象，可以全部被提出井外。

步骤4：分别卸掉油压千斤顶，岩心钻机，利用起吊装置逐步把回转加压提升系统、打 捞器、输水钢管法兰、输水钢管提出水源井外。

进一步的，当起吊试验发现拉力表显示的拉力大于回转加压提升系统、打捞器、输水钢 管法兰和输水钢管等总重量时，说明输水钢管法兰和输水钢管还有被卡挤现象。当能用起吊 装置提升时，使用钻探常规提钻方法提升钻杆，直到输水钢管和输水钢管法兰被逐根提出井 外。

进一步的，若无法用起吊装置提升时，使用油压千斤顶逐根提升钻杆，按照钻探常规提 钻方法提升钻杆，直到输水钢管和输水钢管法兰被逐根提出井外。

进一步的，岩心钻机带动钻杆加压回转时，要通过钻杆向井内泵入冲洗液，以保持切削 刃工作时的降温。

进一步的，打捞器顶端的圆形钢板与打捞钢管的焊接要牢固，不得出现脱焊现象；

进一步的，油压千斤顶与钻杆之间的卡瓦不得出现松动；

进一步的，钻杆上部要与起吊装置牢固连接并有防脱安全装置。

本发明的有益效果如下：

本发明通过打捞器的底出刃、内出刃和外出刃把井内输水钢管与水源井井壁之间的卡夹 物进行切削处理，解除输水钢管与井壁管或井壁的挤夹力，然后通过回转提升装置和打捞器 把事故输水钢管打捞上来，该装置结构简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。

图1为本发明破除卡挤物的结构原理图；

图2为本发明打捞输水钢管的结构原理图；

图3、图4和图5分别为打捞器组成结构图及局部工作原理放大图。

其中：1起吊装置，2钻杆，3岩心钻机，4油压千斤顶，5打捞器，6水源井井壁管，7 卡挤物，8输水钢管法兰，9输水钢管，10圆形钢板，11打捞钢管，12切削刃，13顶片，14 顶片与法兰接触受力点。

具体实施方式

下面结合附图与实施案例对本发明进一步说明。

图1到图5为本发明回转加压提升系统和打捞器5的连接结构图，也是打捞器5回转破 除卡挤物7，以及提升打捞输水钢管法兰8的操作原理图，具体结构如下：

水源井内输水钢管打捞系统，包括回转加压提升系统和打捞器，所述的打捞器与回转加 压系统提升相连，打捞器5，包括一个打捞钢管11，在所述的打捞钢管11的底部安装有切削 刃12，在所述的打捞钢管的内壁设有向上倾斜的顶片13。打捞器5工作时，要配合连接使用 回转加压提升系统。

进一步的，所述的回转加压提升系统，包括钻杆2、油压千斤顶4、岩心钻机3、起吊装 置1，起吊装置1与钻杆2的顶部相连，钻杆2的底部与打捞器5相连，钻杆通过岩心钻机 驱动其旋转，所述的油压千斤顶为钻杆提供向上的压力。所述的起吊装置上安装有用于显示 其拉力的拉力表，在所述的油压千斤顶4上安装有油压表。

所述打捞钢管11的内径大于输水钢管9和输水钢管法兰8的直径。

进一步的，所述的顶片13与打捞钢管11为一体结构，在打捞钢管11的管壁上切割三个 与顶片13大小相等的管壁块，且只切割管壁块的三个边(上边、左边、右边)且底边不切割， 然后向打捞钢管11的内侧弯曲部管壁块，最终形成顶片13，这种顶片与打捞钢管11的一体 的，因此，可以承受比较大的力，防止在打捞过程中由于顶片的脱落而导致输水钢管打捞失 败。

进一步的，所述的顶片13也可以与打捞钢管11不为一体结构，其焊接在打捞钢管11， 这种连接方式只适合比较轻或者比较小的输水钢管打捞。

进一步的，所述的打捞钢管11的外径小于水源井井壁管6的内径。

进一步的，所述的打捞钢管顶部端焊接圆形钢板10，圆形钢板10直径与打捞钢管11直 径相同，圆形钢板10中心位置加工通孔，并在通孔上加工与钻杆2相配合连接的丝扣。

进一步的，所述的打捞钢管11底部用硬质合金碎块焊接有切削刃12，

所述的切削刃12分为底出刃、内出刃和外出刃，所述的底出刃设置在打捞钢管的底端， 所述的内出刃设置在打捞钢管底部的内壁上，所述的外出刃设置在打捞钢管底部的外壁上。 且内出刃的环状内径比法兰盘直径大40mm。

进一步的，所述的顶片13与打捞钢管内部顶端的距离比每根输水钢管长度大0.5m；所 述的顶片宽度不小于50mm。

进一步的，所述的顶片13共3个且在打捞钢管同一横断面上呈120°均布，顶片向管内 倾斜，倾斜后三个顶片内缘在与打捞钢管垂直的同一横截面圆周上，且圆周直径比输水钢管 法兰直径大5mm，以使得顶片在外力驱动下向下走时，可以通过法兰盘。

一种水源井内输水钢管打捞系统的制作方法，其步骤为：

步骤一：打捞钢管11选材。根据井内输水钢管9的输水钢管法兰8的直径确定打捞钢管 11的内径，一般打捞钢管11的内径比输水钢管法兰直径大50mm左右。根据输水钢管9的长 度和输水钢管法兰8的厚度之和选取打捞钢管的长度，一般长度比后两者之和大0.5m。打捞 钢管选用无缝钢管，禁止选用螺旋钢管。

步骤二：打捞器5的制作。打捞钢管11上端焊接圆形钢板10，圆形钢板直径与打捞钢 管11直径相同，圆形钢板10的厚度不小于20mm；圆形钢板中心位置加工通孔，并在通孔上 加工与钻杆2相配合连接的丝扣。打捞钢管11底部用硬质合金碎块焊接切削刃12，切削刃 分底出刃、内出刃和外出刃，内、外出刃根据打捞钢管11内径和输水钢管法兰8外径之差选 择加工，最终内出刃处环状内径要大于法兰盘直径40mm。在距离打捞钢管11内部顶端不少 于每根输水钢管长度加0.5m的位置处，加工顶片13，顶片13宽度不小于50mm。顶片13共 3个且在打捞钢管11同一横断面上呈120°均布。顶片13向管内弯曲，弯曲后顶片13内缘 在与打捞钢管11垂直的同一横截面圆周上。圆周直径比输水钢管法兰8直径大5mm。

步骤三：回转加压提升系统和打捞器的连接。自下而上连接顺序为：打捞器5、钻杆2、 油压千斤顶4、岩心钻机3、起吊装置1等。

其使用方法如下：

步骤1：安全操作工艺。把连接好的回转加压提升系统和打捞器中的钻杆2和打捞器5 下放到水源井内，当打捞器5接近被打捞的输水钢管法兰8上部约1m左右处时，开动岩心钻 机3，岩心钻机3夹持住钻杆2并慢慢带动钻杆2回转，同时利用起吊装置1把钻杆2和打 捞器5下放与卡挤物7接触。打捞器底部的切削刃12会通过切削或震动作用，慢慢把卡挤物 7处理掉，并把输水钢管法兰8和输水钢管9装入到打捞器5内。要求钻杆2回转速度不高 于35r/min，利用钻杆2和打捞器5的自重给切削刃12加压。

步骤2：当打捞器5的顶片13下降超过输水钢管法兰8时，慢慢向上提升打捞器5。确 定打捞器5的顶片13牢牢顶住输水钢管法兰8(确保顶片不得脱离法兰)时，图5中给出了 顶片与法兰接触受力点14，操作夹持住钻杆2的油压千斤顶4，通过钻杆2把和油压千斤顶 4打产生的向上的顶力传递到与顶片13接触的输水钢管法兰8上，把水源井内的输水钢管9 及输水钢管法兰8顶活。

步骤3：使用油压千斤顶4强力加压时，确保压力慢慢上升，使用的油压表反应要灵敏， 仔细观察钻杆2的活动情况，当发现钻杆2活动范围加大且油压表显数降低时，说明井内输 水钢管被顶活。继续操作油压千斤顶4至钻杆上升一个千斤顶油压缸行程。然后松开油压千 斤顶4的夹持卡瓦，使用起吊装置进行起吊试验，当与吊起装置连接的拉力表显示回转加压 提升系统、打捞器5和井内被打捞的输水钢管9及其法兰8的总重量相等时，说明井内输水 钢管9和输水钢管法兰8等已不存在被卡挤现象，可以全部被提出井外。

步骤4：分别卸掉油压千斤顶4，岩心钻机3，利用起吊装置1逐步把回转加压提升系统、 打捞器5、输水钢管法兰8、输水钢管9等提出水源井外。

步骤5：反复操作。当起吊试验发现拉力表显示的拉力大于回转加压提升系统、打捞器5、 输水钢管法兰8和输水钢管9等总重量时，说明输水钢管法兰8和输水钢管9还有被卡挤现 象。当能用起吊装置提升时，使用钻探常规提钻方法提升钻杆2，直到输水钢管9和输水钢 管法兰8被逐根提出井外。

若无法用起吊装置提升时，使用油压千斤顶4逐根提升钻杆2，按照钻探常规提钻方法 提升钻杆2，直到输水钢管9和输水钢管法兰8被逐根提出井外。

本发明的安全注意事项：

要求打捞器5顶端的圆形钢板10与打捞钢管11的焊接要牢固，不得出现脱焊现象；钻 杆2与打捞器5采用丝扣连接并能承受150吨的拉力不脱扣；油压千斤顶4与钻杆2之间的 卡瓦不得出现松动；钻杆2上部要与起吊装置1牢固连接并有防脱安全装置。油压千斤顶4、 岩心钻机3和起吊装置1须由有经验的熟练人员操作。操作时其他人员远离现场。岩心钻机 3带动钻杆2加压回转时，要通过钻杆2向井内泵入冲洗液，以保持切削刃12工作时的降温。

实施例：查庄煤矿宿舍区水源井输水管打捞。查庄矿宿舍水源井为1987年投入使用。使 用潜水泵供水。水源井深352m，井壁管内径273mm，井内输水管为Φ89×4mm无缝钢管。在 发现井内不上水时准备提出输水管时发现输水管被卡受阻，强力起拔后发现输水管路在井深 57m处脱开，脱开处螺栓锈断。分析认为剩余下部的管路可能被东西卡住难以拔出。后经调 查发现先后有小管钳，扳手等五金工具及螺丝等曾经掉入井内。这些物件作为卡挤物把输水 管路卡死在井内。后用钻杆连接套管公锥下到井内对接法兰内眼，但起拔公锥时公锥滑脱打 捞失败。后经使用本发明成功把井内剩余输水钢管全部打捞出井。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。