一种清洁装置

摘要

本公开提供了一种清洁装置，用于清洁深水井眼的深度清洁，涉及清洁设备领域。所述清洁装置包括钢管管体、内磁轴、前涡轮、后涡轮和外磁叶片，钢管管体具有沿自身轴向方向贯通的腔体，腔体用于提供钻井液的轴向流动路径；内磁轴设置于腔体；前涡轮连接于内磁轴一侧，前涡轮用于带动内磁轴沿自身周向方向同步转动；后涡轮通过凸轮构件连接于内磁轴另一侧，以带动内磁轴沿自身轴向方向往复运动；外磁叶片设置于钢管管体外壁，外磁叶片配置为在磁力作用下跟随内磁轴沿周向方向及轴向方向同步转动。采用本方案能够提高环空的钻井液的携带岩屑能力，进而提升清洁装置的清洁效率。

权利要求

1.一种清洁装置，其特征在于，包括：

钢管管体，所述钢管管体具有沿自身轴向方向贯通的腔体，所述腔体用于提供钻井液的轴向流动路径；

内磁轴，所述内磁轴设置于所述腔体；

前涡轮，所述前涡轮连接于所述内磁轴一侧，所述前涡轮用于带动所述内磁轴沿自身周向方向同步转动；

后涡轮，所述后涡轮通过凸轮构件连接于所述内磁轴另一侧，以带动所述内磁轴沿自身轴向方向往复运动；所述凸轮构件包括凸轮和从动构件，所述从动构件包括第一齿轮、第二齿轮、轴承和轴承托环；所述第一齿轮与所述凸轮通过第一连接轴同步转动，所述第二齿轮通过第二连接轴与所述后涡轮同步转动，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动；所述第一齿轮的大面通过连接杆与所述后涡轮的连接轴连接且两者同步运动；所述轴承托环的近端套装于所述轴承的内壁；所述凸轮滑动设置于所述轴承托环的内顶壁与内底壁之间；

外磁叶片，所述外磁叶片设置于所述钢管管体外壁，所述外磁叶片配置为在磁力作用下跟随所述内磁轴沿所述周向方向及所述轴向方向同步转动，以提高环空的所述钻井液的携带岩屑能力。

2.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述凸轮构件还包括机架，所述从动构件与所述凸轮保持点接触或线接触，所述机架用于将所述凸轮及所述从动构件连接于所述内磁轴与所述后涡轮之间。

3.根据权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述轴承托环远端构造为不等径的环状结构。

4.根据权利要求3所述的清洁装置，其特征在于，所述轴承嵌设于所述内磁轴的尾端。

5.根据权利要求3所述的清洁装置，其特征在于，所述轴承托环的所述近端与所述远端之间连接有联动杆，所述联动杆外壁套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两个引脚分别抵压于所述近端与所述远端之间。

6.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述钢管管体的两端配置为与外部结构体可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的清洁装置，其特征在于，所述内磁轴外壁至少部分结构嵌设有永磁铁，所述外磁叶片内侧具有永磁铁。

8.根据权利要求7所述的清洁装置，其特征在于，所述外磁叶片为正螺旋叶片、反螺旋叶片或者两者组合式叶片。

9.根据权利要求7所述的清洁装置，其特征在于，所述内磁轴构造为套筒状结构，所述内磁轴的内侧壁具有内限位槽，所述内磁轴的外侧壁具有外限位槽，所述内磁轴通过所述内限位槽旋转限位安装一个内保护套，所述内磁轴通过所述外限位槽旋转限位安装一个外保护套，并在所述外限位槽注塑固定密封，所述内磁轴的内侧壁与所述前涡轮配合固定。

10.根据权利要求7所述的清洁装置，其特征在于，所述外磁叶片表面涂覆特氟龙涂层。

说明书

一种清洁装置

技术领域

[0001] 本公开涉及清洁设备领域，尤其涉及一种清洁装置。

背景技术

[0002] 在深水石油以及天然气资源领域，普遍采用丛式井或大位移井开采，但这类井型岩屑沉积严重。如果不能及时将岩屑携带出井眼，将会导致一系列井下问题，如果钻头重复破碎降低钻井效率，钻具摩擦阻力、扭矩增大会导致钻柱受损，形成严重的井下事故如卡钻、扭断钻具、岩屑沉降掩埋井眼等，处理这些井下事故将浪费大量时间，延长建井周期，增加作业成本。这就要求在钻井过程中，保持较高的井眼岩屑清洁效率，井眼清洁是优快钻井的重要技术之一。

[0003] 解决深水油气钻井井眼清洁问题的常规方法是提高钻井液返速、改善钻井液流变性能、短起下钻具、提高钻杆转速等，这些方法属于优化钻井参数，牺牲钻时，耗能严重，同时井眼净化效率低。另一种提高井眼清洁效率的方法是应用井眼清洁工具辅助提高井筒岩屑清洁程度，这类工具大致分为水眼喷射型井眼清洁工具和叶片旋转型井眼清洁工具。其中，叶片旋转型井眼清洁工具，钻进时随钻杆旋转，工具叶片同时旋转搅动环空钻井液，提高钻井液周向流速从而提高携带岩屑能力。

[0004] 现有的叶片旋转类工具在低钻杆转速时，对瓦解已成床的岩屑堆积效果不明显，而深水钻井钻杆转速普遍相对较低，该问题更为突出。再者，叶片旋转类工具只能进行周向旋转，岩屑清洁原理比较单一，存在明显的短板。因此，需要对深水井眼清洁工具运转机理进行丰富，着力提高工具在低转速条件的工作强度，弥补短板。

发明内容

[0005] 本公开提供了一种清洁装置，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

[0006] 根据本公开的第一方面，提供了一种清洁装置，包括：钢管管体、内磁轴、前涡轮、后涡轮和外磁叶片。其中，所述钢管管体具有沿自身轴向方向贯通的腔体，所述腔体用于提供钻井液的轴向流动路径；所述内磁轴设置于所述腔体；所述前涡轮连接于所述内磁轴一侧，所述前涡轮用于带动所述内磁轴沿自身周向方向同步转动；所述后涡轮通过凸轮构件连接于所述内磁轴另一侧，以带动所述内磁轴沿自身轴向方向往复运动；所述外磁叶片设置于所述钢管管体外壁，所述外磁叶片配置为在磁力作用下跟随所述内磁轴沿所述周向方向及所述轴向方向同步转动，以提高环空的所述钻井液的携带岩屑能力。

[0007] 在一可实施方式中，所述凸轮构件包括凸轮、从动构件和机架，所述从动构件与所述凸轮保持点接触或线接触，所述机架用于将所述凸轮及所述从动构件连接于所述内磁轴与所述后涡轮之间。

[0008] 在一可实施方式中，所述从动构件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述凸轮通过第一连接轴同步转动，所述第二齿轮通过第二连接轴与所述后涡轮同步转动，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动；所述第一齿轮的大面通过连接杆与所述后涡轮的连接轴连接且两者同步运动。

[0009] 在一可实施方式中，所述从动构件还包括轴承和轴承托环，所述轴承托环的近端套装于所述轴承的内壁；所述轴承托环远端构造为不等径的环状结构，所述凸轮滑动设置于所述轴承托环的内顶壁与内底壁之间。

[0010] 在一可实施方式中，所述轴承嵌设于所述内磁轴的尾端。

[0011] 在一可实施方式中，所述轴承托环的所述近端与所述远端之间连接有联动杆，所述联动杆外壁套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两个引脚分别抵压于所述近端与所述远端之间。

[0012] 在一可实施方式中，所述钢管管体的两端配置为与外部结构体可拆卸连接。

[0013] 在一可实施方式中，所述内磁轴外壁至少部分结构嵌设有永磁铁，所述外磁叶片内侧具有永磁铁。

[0014] 在一可实施方式中，所述外磁叶片为正螺旋叶片、反螺旋叶片或者两者组合式叶片。

[0015] 在一可实施方式中，所述内磁轴构造为套筒状结构，所述内磁轴的内侧壁具有内限位槽，所述内磁轴的外侧壁具有外限位槽，所述内磁轴通过所述内限位槽旋转限位安装一个内保护套，所述内磁轴通过所述外限位槽旋转限位安装一个外保护套，并在所述外限位槽注塑固定密封，所述内磁轴的内侧壁与所述前涡轮配合固定。

[0016] 在一可实施方式中，外磁叶片表面涂覆特氟龙涂层。

[0017] 本公开的清洁装置，采用凸轮构件连接内磁轴和后涡轮，能够实现后涡轮沿轴向方向的往复运动及沿周向方向的同步转动，进而提升对沉积岩屑的清洁效率。具体的，当清洁装置的运动方向与钻井液流动方向一致时，清洁装置可以类比于前排游动的鱼带动的水流，能够降低后方的岩屑颗粒运移所需能量，提高岩屑运移效率。当清洁装置的运动方向与钻井液的流动方向相反时，清洁装置与钻井液的运动方向发生对冲，增强了外磁叶片后方的卡门涡街效应，把叶片后方的岩屑床形式的岩屑激荡为悬浮状态，更易于岩屑颗粒的运移。

[0018] 应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

[0019] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

[0020] 在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

[0021] 图1示出了本公开实施例清洁装置的轴侧结构示意图；

[0022] 图2示出了本公开实施例清洁装置的清洁装置的主体支撑部分的结构示意图；

[0023] 图3示出了本公开实施例清洁装置的外磁叶片的轴侧结构示意图；

[0024] 图4示出了本公开实施例清洁装置的外磁叶片的主视结构示意图；

[0025] 图5示出了本公开实施例清洁装置的内磁轴的轴侧结构示意图；

[0026] 图6示出了本公开实施例清洁装置的内磁轴的左视结构示意图；

[0027] 图7示出了本公开实施例清洁装置的后涡轮的轴侧结构示意图；

[0028] 图8示出了本公开实施例清洁装置的轴承托环的轴侧结构示意图；

[0029] 图9示出了本公开实施例清洁装置的支撑环的轴侧结构示意图；

[0030] 图10示出了本公开实施例清洁装置的凸轮构件中凸轮及第一齿轮的连接结构示意图；

[0031] 图11示出了本公开实施例清洁装置的凸轮构件中机架的部分结构示意图；

[0032] 图12示出了本公开实施例清洁装置的内磁轴装配有保护套的左视结构示意图；

[0033] 图13示出了本公开实施例清洁装置的前涡轮的轴侧结构示意图；

[0034] 图14示出了本公开实施例清洁装置的轴承、凸轮构件及后涡轮的轴侧组装结构示意图；

[0035] 图15示出了本公开实施例清洁装置的凸轮转动运动示意图；

[0036] 图16示出了本公开实施例清洁装置的内磁轴的外保护套与外磁叶片与钢管管体的组装状态下的轴侧结构示意图；

[0037] 图17示出了本公开实施例清洁装置的内磁轴与前涡轮及后涡轮的传动连接状态下的轴侧结构示意图。

[0038] 图中标号说明：

[0039] 1‑公接头；2‑母接头；3‑钢管管体；4‑外磁叶片；5‑内磁轴；6‑凸轮构件；7‑前涡轮；8‑后涡轮；9‑限位槽；10‑轴向固定槽；11‑O圈密封槽；12‑保护套配合槽；13‑永磁铁槽；14‑清洁部；15‑倒角；16‑轴承槽；17‑固定孔；18‑内磁轴配合齿；19‑涡轮叶片；20‑螺纹孔；21‑轴承托环；22‑轴承托环远端；23‑固定环；24‑支撑环；25‑第一齿轮；26‑凸轮；27‑连接杆；
28‑涡轮固定环；29‑内保护套；30‑外保护套；31‑限位齿；32‑侧齿轮凸轮组；33‑压缩弹簧；
34‑防冲击帽；35‑轴承；36‑第二齿轮。

具体实施方式

[0040] 为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

[0041] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述图中所示的一个或多个部件或特征与其他部件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语不但包含部件在图中所描述的方位，还包括使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件被整体倒置，则部件“在其他部件或特征上方”或“在其他部件或特征之上”的将包括部件“在其他部件或构造下方”或“在其他部件或构造之下”的情况。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。此外，这些部件或特征也可以其他不同角度来定位（例如旋转90度或其他角度），本文意在包含所有这些情况。

[0042] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。

[0043] 需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施方式用于以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

[0044] 本公开的描述中，需要理解的是，方位词所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内”、“外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0045] 现有应用的叶片旋转型井眼清洁工具，其清洁效果无法达到预期效果，沉积在井眼环周的岩屑经常无法完全清洁干净。因此，亟需一种能够增加环空钻井液携带岩屑能力的叶片旋转型井眼清洁工具。

[0046] 为了缓解上述问题，本公开实施例提供一种清洁装置，采用凸轮构件带动后涡轮沿自身轴向方向及周向方向同步运动，进而使得后涡轮通过凸轮构件带动内磁轴沿轴向方向做往复运动，同时进一步通过磁力传动使外磁叶片在共同旋转的同时沿轴向往复运动，以叶片复合运动搅动环空钻井液，增加环空钻井液的携带岩屑能力，进而提高环空岩屑清洁效率。

[0047] 参考图1，本公开实施例提供了一种清洁装置，包括：钢管管体3、内磁轴5、前涡轮7、凸轮构件6、后涡轮8和外磁叶片4，其中，钢管管体3具有沿自身轴向方向贯通的腔体，腔体用于提供钻井液的轴向流动路径；内磁轴5设置于腔体；前涡轮7连接于内磁轴5一侧，前涡轮7用于带动内磁轴5沿自身周向方向同步转动；后涡轮8通过凸轮构件6连接于内磁轴5另一侧，以带动内磁轴5沿自身轴向方向往复运动；外磁叶片4设置于钢管管体3外壁，外磁叶片4配置为在磁力作用下跟随内磁轴5沿周向方向及轴向方向同步转动，以提高环空的钻井液的携带岩屑能力。

[0048] 采用本公开实施例的清洁装置，应用凸轮构件6连接内磁轴5与后涡轮8，其中，凸轮构件6自身具有转换运动形式、控制运动轨迹、增加运动速度及减小机械损耗等功能。在水平井钻井过程中，钻杆内部钻井液正常循环，流经涡轮区（本公开实施例带有凸轮构件6的清洁装置）时，前涡轮7及后涡轮8均将钻井液流动势能转化为旋转动能，其中的前涡轮7带动内磁轴5一同旋转，凸轮构件6中的凸轮26主要起到带动后涡轮8沿轴向方向往复运动，同时，内磁轴5在磁力作用下能够带动凸轮构件6及后涡轮8共同进行周向方向的转动，以进一步实现后涡轮8对沉积岩屑的深度清洁作用。

[0049] 具体的，这种基于凸轮构件6的轴向往复运动进行深水岩屑清洁的工具，主要是内磁轴5与外磁叶片4通过磁力传递共同运动，由凸轮构件6带动实现活塞式运动，使后涡轮8能够实现轴向往复运动。具体的，根据深海鱼群结群游动时，后排的鱼在前排鱼带动的水流中，不需要消耗太多的能量，身体就能很容易的随着水流向前游动这一原理。当清洁装置的运动方向与钻井液流动方向一致时，清洁装置可以类比于前排游动的鱼带动的水流，能够降低后方的岩屑颗粒运移所需能量，提高岩屑运移效率。当清洁装置的运动方向与钻井液的流动方向相反时，清洁装置与钻井液的运动方向发生对冲，增强了外磁叶片4后方的卡门涡街效应，把叶片后方的岩屑床形式的岩屑激荡为悬浮状态，更易于岩屑颗粒的运移。其中，卡门涡街效应可以理解为，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街，如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。

[0050] 在一些实施例中，参考图1、图10和图14，凸轮构件6可以包括凸轮26、从动构件和机架，从动构件与凸轮26保持点接触或线接触，机架用于将凸轮26及从动构件连接于内磁轴5与后涡轮8之间。这样，凸轮26能够在转动过程中带动其后连接的后涡轮8进行轴向方向的运动。

[0051] 在一些实施例中，参考图1、图10、图13和图14，从动构件可以包括第一齿轮25和第二齿轮36，第一齿轮25与凸轮26通过第一连接轴同步转动，第二齿轮36通过第二连接轴与后涡轮8同步转动，第一齿轮25与第二齿轮36啮合传动；第一齿轮25的大面通过连接杆27与后涡轮8的连接轴连接且两者同步运动。这样，内磁轴5自转的同时，通过凸轮构件6能够带动后涡轮8进行周向方向的自转。

[0052] 在一些实施例中，参考图8和图14，从动构件还可以包括轴承35和轴承托环21，轴承托环21的近端套装于轴承35的内壁；轴承托环远端22构造为不等径的环状结构，凸轮26滑动设置于轴承托环21的内顶壁与内底壁之间。这样，凸轮构件6能够通过轴承托环21及轴承35实现与内磁轴5的同步转动。

[0053] 示例性的，轴承托环21表面与轴承35配合，承担内磁轴5与凸轮构件6的连接作用，中间以三角支撑，最大限度增加过流空间。

[0054] 示例性的，轴承托环远端22构造为不等径的圆环结构。例如：轴承托环远端22可以构造为长圆形结构，该长圆形结构的内侧壁具有凸轮26运动槽道，具体的，凸轮26运动槽道包括内顶壁和内底壁，即，凸轮26滑动设置于轴承托环21的内顶壁与内底壁之间，使凸轮26限制在凸轮26运动槽道中运动，避免清洁装置连接短路。

[0055] 参考图2、图9和图17，本公开实施例中凸轮构件6中的机架可以包括支撑环24，支撑环24可以包括两个，两个支撑环24可以分别设置于凸轮构件6首端及尾端，各支撑环24分别与相应的涡轮杆及凸轮构件6中的圆杆配合。各支撑环24的内表面光滑可自由旋转。各支撑环24的外壁延伸连接有一固定环23，固定环23与钢管管体3内壁的轴向固定槽10（图中指示位置的内部隐藏结构）配合固定，使其轴向固定。

[0056] 参考图10，凸轮26的形状可以为带圆角的扇形、椭圆形、带圆角的三角形或其他带圆角的不规则图形。通过改变形状可以控制轴向运动位移距离。

[0057] 进一步参考图10和图14，凸轮26和第一齿轮25可以组成侧齿轮凸轮组32，具体的，侧齿轮凸轮组32中一面为第一齿轮25，该第一齿轮25与后涡轮8上的第二齿轮36啮合传动。第一齿轮25通过第一连接轴连接凸轮26，以用于带动轴承托环远端22运动。

[0058] 参考图11和图17，本公开实施例中的机架还可以包括侧齿轮固定架，侧齿轮固定架可以由涡轮固定环28和连接杆27组成，示例性的，连接杆27可以构造为工字连杆，连接杆27一端与第一齿轮25连接，连接杆27另一端连接涡轮固定环28并固定在后涡轮8的连接轴上，工字设计可以使第一齿轮25与第二齿轮36完美配合，实现旋转变向。

[0059] 进一步参考图1、图2和图12，保护套一端具有限位齿31，与内磁轴5上相应的限位槽9旋转配合，并对内磁轴5进行轴向和周向限位。具体的，内保护套29具有内限位槽9，外保护套30具有外限位槽9，内磁轴5的内侧壁与内限位槽9旋转配合，内磁轴5的外侧壁与外限位槽9旋转配合。

[0060] 进一步参考图1和图12，内保护套29及外保护套30的光滑表面与钢管管体3直接接触，接触表面可以进行镀铬处理，在保证光滑可自由旋转滑动的情况下，可以增加表面的耐磨性。

[0061] 参考图13、图14和图17，后涡轮8前端与前涡轮7一致，末端为第二齿轮36结构，第二齿轮36可以与第一齿轮25啮合传动。这样，能够为轴向运动提供动力。

[0062] 参考图14、图15和图17，本公开实施例的清洁装置可以具有轴向运动组件，轴向运动组件可以包括后涡轮8和凸轮构件6。具体的，凸轮构件6可以包括如上的凸轮26、从动构件及机架。具体的，后涡轮8为轴向运动提供周向旋转动力，第一齿轮25可以转换运动方向为切向旋转，进而带动凸轮26旋转运动，使凸轮构件6整体做轴向往复运动。压缩弹簧33配合在凸轮构件6与轴承托环21之间，即套设于联动杆外壁，依靠压缩弹簧33的弹性势能使轴承托环远端22的内壁紧贴于凸轮26面上，避免凸轮26滑出轴承托环远端22的内壁滑槽。轴承35可以使前后动力源互不影响，独立完成轴向运动和轴向运动。其中，图15中的凸轮26的两个转动角度可以体现出沿轴向方向的位移移动。

[0063] 参考图1和图16，本公开实施例的清洁装置在装配时内部结构与外部结构分开装配。钢管管体3的外部为外轴配合体，可以包括外磁叶片4，永磁铁，外保护套30。

[0064] 参考图1、图9、图15和图17，钢管管体3内部为内轴配合体，内轴配合体可以包括前涡轮7、内磁轴5、永磁铁、内保护套29、凸轮构件6、后涡轮8、轴承35和支撑环24。

[0065] 在一些实施例中，轴承35可以嵌设于内磁轴5的尾端。

[0066] 示例性的，参考图5，内磁轴5尾端具有轴承槽16，该轴承槽16用于镶嵌配套的轴承35。

[0067] 示例性的，参考图3，内磁轴5两端还具有O圈密封槽11，配合O圈使用在内磁轴5与保护套之间形成密封。这样，能够防止钻井液进入内磁轴5中降低永磁铁的使用寿命。

[0068] 在一些实施例中，轴承托环21的近端与远端之间连接有联动杆，联动杆外壁套设有压缩弹簧33，压缩弹簧33的两个引脚分别抵压于近端与远端之间。当凸轮26朝向后涡轮8向下旋转的过程中，如果没有弹簧，本公开实施例的清洁装置会处于静止不动，只有当凸轮26转到另一方向时，清洁装置才会继续运转。本公开实施例增设压缩弹簧33后，可以保持轴承托环远端22与凸轮26的连续性接触，以进一步实现凸轮26转动运动的连续性。

[0069] 示例性的，内磁轴5外壁至少部分结构嵌设有永磁铁。另外，内磁轴5外壁可以套设有保护套，保护套可以通过滑槽卡位的方式分别与外磁叶片4、内磁轴5进行轴向固定，再注塑填充锁死。

[0070] 示例性的，进一步参考图3和图6，内磁轴5首端和/或尾端具有保护套配合槽12，该保护套配合槽12用于固定保护套。内磁轴5首端还具有固定孔17，该固定孔17用于连接前涡轮7。

[0071] 本公开对保护套配合槽12及固定孔17的结构形状不做限定，根据实际安装需求而定。

[0072] 示例性的，进一步参考图3和图5，内磁轴5外侧具有永磁铁槽13。本公开实施例对永磁铁槽13的数量不做限定。示例性的，永磁铁槽13可以为6 16个。~

[0073] 在一些实施例中，钢管管体3的两端配置为与外部结构体可拆卸连接。例如：钢管管体3的其中一个端口可以连接公接头1，钢管管体3的另一个端口可以连接母接头2。示例性的，公接头1及母接头2可以通过摩擦焊接分别与钢管管体3的两端直接连接，进而可以将本清洁装置安装至钻杆的适当位置。这样，能够便于清洁装置的拆卸、安装及清洗维护。

[0074] 示例性的，公接头1的螺纹及母接头2的螺纹均符合API（American Petroleum Institute，美国石油学会）和其他行业标准。

[0075] 示例性的，本公开实施例中的公接头的倾斜角度可以为20度，与之相配合的母街头的螺纹倾角也可以为20度，这种角度的螺纹可以最大限度的增加接头扣合能力，螺纹表面采用烤蓝处理，增加其抗磨强度与抗腐蚀性。示例性的，本公开实施例中的钻杆上相衔接的接头螺纹的倾斜角度也可以为20度。

[0076] 示例性的，母接头2前部具有卡瓦悬持区。这样，能够便于快速拆装本公开实施例的清洁装置。

[0077] 示例性的，公接头1及母接头2的焊接端均设置加厚耐磨带，钢管管体3在使用前两端墩粗，可以便于摩擦焊连接，进而保证焊接质量与连接强度。

[0078] 示例性的，钢管管体3的外表面可以具有限位槽9，限位槽9可以配合限位环应用，对外磁叶片4进行限位，使外磁叶片4能够在两限位槽9之间进行轴向运动及随内磁轴5共同进行周向旋转运动。这样，外磁叶片4在磁力的作用下，不会滑脱。其中，限位环可以成型于钢管管体3的外壁。示例性的，限位环可以包括上限位环和下限位环，两个限位环可以用于限制内磁轴5及外磁叶片4的移动区间。

[0079] 在一些实施例中，外磁叶片4为正螺旋叶片、反螺旋叶片或者两者组合式叶片。具体可以依据实际应用场景需求而定。

[0080] 螺旋叶片的工作原理为，流体在螺旋叶片的作用下产生逆向阻力与垂向升力。逆向阻力引起环隙区域流体被挤压至清洁装置的主体与叶片之间的空腔，也就是两叶片之间的空白区域，使得螺旋叶片内侧区域的压强急剧升高。垂向升力引起叶片外侧近壁面处流体的流线扭曲程度增大，从而形成稳定的螺旋流。这样，能够提高钻井液携带岩屑能力。

[0081] 在一些实施例中，外磁叶片4表面可以喷涂特氟龙，用于防止泥包叶片影响清洁装置的清洁效率。

[0082] 在一些实施例中，参考图4，外磁叶片4的首端及尾端可以具有倒角15，本公开对该倒角15的角度不做限定，示例性的，该倒角15的角度可以为45°。这样，能够在强行起下钻过程中，便于通过防喷器胶芯，有利于钻井事故的处理。

[0083] 在一些实施例中，参考图4，外磁叶片4的外侧具有清洁部14，该清洁部14为用于实现岩屑清洁的主要结构，外磁叶片4的内侧具有永磁铁槽13，该永磁铁槽13用于镶嵌永磁铁，以实现内磁轴5与外磁叶片4之间的内外能量传递。配合保护套后，外磁叶片4的内径与钢管管体3的外径相同，两者配合自由滑动，两者之间可以为面面接触滑动，也可以加装轴承，靠轴承滑动。

[0084] 示例性的，外磁叶片4中永磁铁镶嵌槽可以为6 16个。~

[0085] 示例性的，参考图5，外磁叶片4一端具有保护套配合槽12，用于固定保护套。

[0086] 本公开对保护套配合槽12的结构及数量不做限定，只要能实现对保护套的固定作用即可。

[0087] 示例性的，外磁叶片4内侧两端具有O圈密封槽11，配合O圈使用在外磁叶片4与保护套之间形成密封。

[0088] 示例性的，外磁叶片4上叶片横向剖面可以为类梯形、三角形、正方形、长方形、机翼形或双曲线形等其中一种剖面形状，该剖面形状的上边线及下边线可以为圆弧状。外磁叶片4的叶片结构朝向母接头2的中截面的垂直投影区域，落在母接头2的中截面的面域内，即，可以理解为，外磁叶片4的叶片结构的最高尺寸不会凸出于母接头2的外轮廓线的高度。

[0089] 示例性的，外磁叶片4可以由整块坯料切削加工而成。

[0090] 示例性的，各外磁叶片4的清洁部14可以构造为清洁叶片，各外磁叶片4上的清洁叶片的数量可以为3 9个，各清洁叶片可以同间隔均匀分布在外磁叶片4主体上。这样，各外~磁叶片4之间可以形成均匀过流通道。

[0091] 示例性的，参考图7，前涡轮7前端为涡轮叶片19，后端为内磁轴5固定端。

[0092] 示例性的，进一步参考图7，内磁轴5配合齿18插入保护套配合槽12中，固定位置，并通过固定孔17使用螺丝与内磁轴5连接。

[0093] 进一步参考图7和图14，涡轮前装配防冲击帽34。示例性的，帽尖可以为45°圆锥体，防冲击帽34后端为螺纹杆，该螺纹杆可以与涡轮上螺纹孔20配合。防冲击帽34的作用是保护涡轮装置，分流高速钻井液，降低对涡轮的冲击破坏。

[0094] 本公开实施例中基于凸轮构件6轴向往复运动深水岩屑清洁工具内外磁轴与保护套通过旋转限位，外轴限位槽9注塑固定密封，内磁轴5与前涡轮7配合固定。

[0095] 本公开实施例中基于凸轮构件6轴向往复运动深水岩屑清洁工具在使用过程中，螺旋叶片周向旋转，诱导钻井液形成螺旋流，提高对岩屑的携带能力和环空颗粒能量；叶片在轴向往复运动过程中，顺行降低后方岩屑运移所需能量，逆行则提升卡门涡街螺旋，激荡后方岩屑悬浮在钻井液中，提高岩屑运移效率。

[0096] 本公开实施例中基于凸轮构件6轴向往复运动深水岩屑清洁工具表面涂覆特氟龙涂层，防止泥包产生。

[0097] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

[0098] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0099] 以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。