井口旋转换向防喷一体化装置制造方法及图纸

技术编号:18609048 阅读:6 留言:0更新日期:2018-08-04 22:43
井口旋转换向防喷一体化装置,包括井口旋转密封换向机构和位于井口旋转密封换向机构下方的井口防喷器,井口防喷器顶部设置有旋转支撑机构,井口旋转密封换向机构底部固定连接有一节沿垂直方向设置的钻杆,井口旋转密封换向机构底部转动连接在旋转支撑机构上,钻杆伸入在旋转支撑机构和井口防喷器内部,井口旋转密封换向机构的内部和钻杆内设置有将其内部分隔为钻井液输入通道和钻井液输出通道的隔板。本发明专利技术可避免钻进液与地层大面积接触造成渗漏对地层造成污染,特地设计了在钻杆旋转过程中进液与出液间隔旋转180°的井口旋转密封换向机构,并与井口防喷器一体设置,结构更加紧凑,功能更加多样,减小了钻井液的窗口密度。

Wellhead rotating and reversing anti blowout integration device

The rotary reversing anti blowout integration device of the wellhead, including the wellhead rotary seal reversing mechanism and the wellhead blowout preventer located at the bottom of the rotary seal mechanism of the wellhead, has a rotating support mechanism at the top of the wellhead blowout preventer, and a drill rod set along the vertical direction in the bottom fixed connection of the wellhead rotating seal change mechanism and the wellhead rotation The bottom of the sealing reversing mechanism is connected to the rotating support mechanism. The drill rod is inserted into the rotating support mechanism and the wellhead blowout preventer. The inner of the rotary seal mechanism of the wellhead and the drill rod are separated into the baffle which is separated into the input channel of the drilling fluid and the output channel of the drilling fluid. This invention can avoid the large area contact of drilling fluid and stratum to cause the pollution of leakage to the stratum, specially designed the rotary seal changing mechanism of the wellhead in the wellhead, which revolving 180 degrees in the process of drilling rod rotation and the interval of the liquid out, and set up with the wellhead blowout device, the structure is more compact, the work energy is more diverse and the window of the drilling fluid is reduced. Density.

【技术实现步骤摘要】
井口旋转换向防喷一体化装置
本专利技术属于油气井开采
,尤其涉及井口旋转换向防喷一体化装置。
技术介绍
目前,石油行业钻井过程中应用到的井口旋转导向器,只能使钻井液从钻杆内部进入,从钻杆外壁与钻井内壁之间的环形间隙排出,对于高渗的地层,这样会影响钻井液的窗口密度,会让钻井液进入地层中,导致虑失,造成污染。另外,现有的井口防喷器也是单独设置的,井口防喷器的结构也较为复杂。针对这种高渗地层的钻井过程,为了实现钻井液的进出都在钻杆内部,尽量减少钻井液与地层的接触,增大钻井液的窗口密度,亟需设计一种井口旋转转换防喷一体化装置,不仅可简化井口防喷结构,而且可实现钻进过程中钻井液进出都通过井口旋转转换防喷一体化装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处,提供一种设计合理、具有井口防喷功能、钻井液的进出都在钻杆内部、充分减少钻井液渗入地层的井口旋转换向防喷一体化装置。为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:井口旋转换向防喷一体化装置,包括井口旋转密封换向机构和位于井口旋转密封换向机构下方的井口防喷器,井口防喷器顶部设置有旋转支撑机构,井口旋转密封换向机构底部固定连接有一节沿垂直方向设置的钻杆,井口旋转密封换向机构底部转动连接在旋转支撑机构上,钻杆伸入在旋转支撑机构和井口防喷器内部,钻杆下端伸出井口防喷器;井口旋转密封换向机构的内部和钻杆内部沿轴线方向设置有隔板,隔板将钻杆及井口旋转密封换向机构的内部分隔为钻井液输入通道和钻井液输出通道。井口防喷器包括支撑箱,支撑箱顶部和底部均上下对应开设有插孔,所述的钻杆穿设在插孔内,支撑箱在插孔内设置有与钻杆外圆密封配合的第一密封圈,支撑箱左侧和右侧分别设置有左液压驱动剪切机构和右液压驱动剪切机构,左液压驱动剪切机构和右液压驱动剪切机构的构造相同且左右对称设置;左液压驱动剪切机构包括缸筒、推杆、活塞和剪切闸板,缸筒沿左右方向水平设置,缸筒右端与支撑箱左侧固定连接并内部连通,推杆自左向右穿过缸筒左侧并沿缸筒的轴向方向伸入到缸筒内,缸筒左侧设置有与推杆外圆滑动密封配合的第二密封圈,活塞滑动连接在缸筒内,活塞外圆设置有与缸筒内壁滑动密封配合的第三密封圈,推杆右端与活塞左侧固定连接,剪切闸板沿左右水平方向滑动连接在支撑箱内,剪切闸板的左侧与活塞右侧之间通过一根连杆连接,剪切闸板的外周设置有与支撑箱内壁滑动连接的第四密封圈,剪切闸板的右侧固定连接有剪切头。旋转支撑机构包括套在钻杆外部的支撑筒,支撑筒的下端固定设置有连接法兰,连接法兰通过螺栓安装固定在支撑箱顶部,支撑筒上端同轴向固定设置有顶部敞口的环形支撑槽,环形支撑槽底部设置有两圈下支撑钢珠,下支撑钢珠顶部设置有支撑环板,支撑环板上表面设置有两圈上支撑钢珠,上支撑钢珠上部高于环形支撑槽,井口旋转密封换向机构底部与钻杆上端固定连接且与上支撑钢珠滚动连接。井口旋转密封换向机构包括方箱和固定筒,方箱设置在固定筒的内部,固定筒内部沿圆周方向设置有内侧开口的环形导槽,固定筒的中心线与钻杆的中心线重合,固定筒的外圆周沿圆周方向均匀设置有四组均与环形导槽连通的钻进液管道,每组钻进液管道均包括两根均沿固定筒的径向方向设置的管道,其中两组相邻的钻进液管道为钻井液进液管,另两组相邻的钻进液管道为钻进液出液管,钻井液进液管上设置有进液电磁阀,钻进液出液管上设置有出液电磁阀,方箱顶部设置有箱盖,箱盖底部与方箱上端面之间设置有第五密封圈,方箱的四个侧面上分别固定设置有一个旋转密封导向管组件,方箱内部的隔板沿方箱的对角线设置;四个旋转密封导向管组件对应与四组钻进液管道对应连通;方箱底部与钻杆上端固定连接且与上支撑钢珠滚动连接,方箱底部设有开口并与钻杆上端内部贯通。四个旋转密封导向管组件均包括旋转滑块,旋转滑块的内端通过安装螺栓固定连接在方箱的侧面,旋转滑块的外端部伸入到环形导槽内,旋转滑块外端部的上表面和下表面分别与环形导槽的底部和顶部通过第六密封圈滑动密封连接,旋转滑块的内部开设有沿固定筒的径向方向设置的两条对应于每组钻进液管道连通的通液孔,通液孔为内粗外细的台阶孔结构,通液孔包括内粗孔和外细孔;内粗孔内设置有内外压力差通断机构。相邻的两个内外压力差通断机构包括通过第一螺钉固定连接在方箱外侧的第一安装板,第一安装板和方箱上开设有均与内粗孔连通的第一通孔,第一安装板的外侧固定设置有沿通孔圆周方向布置的四块均位于内粗孔内部的第一定位板,每块第一定位板上均开设有一道第一导孔,第一导孔的长度方向平行于内粗孔的中心线,外细孔的内端口内滑动设置有第一柱塞,第一柱塞的外圆周设置有与外细孔内壁滑动密封配合的第七密封圈,第一柱塞的外圆固定连接有伸入到四个第一导孔内的四个第一导块,四个第一导块与第一安装板之间设置有位于四块第一定位板之间的第一压缩弹簧。另外相邻的两个内外压力差通断机构包括通过第二螺钉固定连接在内粗孔底部的第二安装板,第二安装板上开设有与外细孔连通的第三通孔,方箱外侧上固定设置有与内粗孔同轴向的导筒,方箱上开设有与导筒内径相等且贯通的第四通孔,第二安装板的内侧固定设置有沿第三通孔圆周方向布置的四块均位于内粗孔内部的第二定位板,每块第二定位板上均开设有一道第二导孔,第二导孔的长度方向平行于内粗孔的中心线,外细孔的内端口内滑动设置有第二柱塞,第二柱塞的外圆周设置有与导筒和第四通孔内壁滑动密封配合的第八密封圈,第二柱塞的外圆固定连接有伸入到四个第二导孔内的四个第二导块,四个第二导块与第二安装板之间设置有位于四块第二定位板之间的第二压缩弹簧。采用上述技术方案,井口旋转密封换向机构安装在井口防喷器上,井口防喷器固定安装在井口上。井口旋转密封换向机构与井口防喷器同轴心安装。井口防喷器的缸筒固定设置在地面的井口处,方箱上端部与动力驱动机构传动连接。当需要紧急密封井口时,动力驱动机构停止转动,启动井口防喷器,左液压驱动剪切机构的推杆向右移动,右液压驱动剪切机构的推杆向左移动,左侧的剪切头和右侧的剪切头对最上端的一节钻杆进行挤压,隔板为薄钢板,强度较小,因此不管隔板所在的平面与推杆的夹角多少,在液压驱动力的作用下,均可将最上端的一节钻杆压扁,钻杆内孔被封闭,从而封闭井口。井口旋转密封换向机构的固定筒固定连接在井口,动力驱动机构下端夹持住方箱旋转,方箱带动钻杆旋转。在方箱旋转过程中,当两组相邻的钻进液进液管对应与相邻两个旋转滑块内部的通液孔对应连通时,此时,另两组相邻的钻进液出液管对应与相邻两个旋转滑块内部的通液孔也对应连通,钻井液从钻井液进液管流向方箱内部,同时方箱内的钻井液流到钻井液出液管排出;此时钻井液进液管的压力大于方箱内隔板一侧进液区处的压力,此时钻井液会克服第一压缩弹簧的弹力推动第一柱塞,使第一柱塞脱离外细孔,从而使钻进液进液管、外细孔、内粗孔和方箱内部的进液区连通,钻进液进入到方箱内并通过钻杆内部隔板一侧的钻井液输入通道注入到最下端一节钻杆连接的钻头钻进作业区域,钻进液再经过钻杆内部隔板另一侧的钻井液输出通道向上进入到方箱内隔板另一侧的出液区内,钻进液在方箱内部出液区的压力大于钻井液出液管内部的压力,钻井液会克服第二压缩弹簧的弹力推动第二柱塞,使第二柱塞脱离导筒,从而使钻进液出液管、外细孔、内粗孔和方箱内部的出液区连通,钻井液通过钻井液出液管排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.井口旋转换向防喷一体化装置,其特征在于:包括井口旋转密封换向机构和位于井口旋转密封换向机构下方的井口防喷器,井口防喷器顶部设置有旋转支撑机构,井口旋转密封换向机构底部固定连接有一节沿垂直方向设置的钻杆,井口旋转密封换向机构底部转动连接在旋转支撑机构上,钻杆伸入在旋转支撑机构和井口防喷器内部,钻杆下端伸出井口防喷器;井口旋转密封换向机构的内部和钻杆内部沿轴线方向设置有隔板,隔板将钻杆及井口旋转密封换向机构的内部分隔为钻井液输入通道和钻井液输出通道。

【技术特征摘要】
1.井口旋转换向防喷一体化装置,其特征在于:包括井口旋转密封换向机构和位于井口旋转密封换向机构下方的井口防喷器,井口防喷器顶部设置有旋转支撑机构,井口旋转密封换向机构底部固定连接有一节沿垂直方向设置的钻杆,井口旋转密封换向机构底部转动连接在旋转支撑机构上,钻杆伸入在旋转支撑机构和井口防喷器内部,钻杆下端伸出井口防喷器;井口旋转密封换向机构的内部和钻杆内部沿轴线方向设置有隔板,隔板将钻杆及井口旋转密封换向机构的内部分隔为钻井液输入通道和钻井液输出通道。2.根据权利要求1所述的井口旋转换向防喷一体化装置,其特征在于:井口防喷器包括支撑箱,支撑箱顶部和底部均上下对应开设有插孔,所述的钻杆穿设在插孔内,支撑箱在插孔内设置有与钻杆外圆密封配合的第一密封圈,支撑箱左侧和右侧分别设置有左液压驱动剪切机构和右液压驱动剪切机构,左液压驱动剪切机构和右液压驱动剪切机构的构造相同且左右对称设置;左液压驱动剪切机构包括缸筒、推杆、活塞和剪切闸板,缸筒沿左右方向水平设置,缸筒右端与支撑箱左侧固定连接并内部连通,推杆自左向右穿过缸筒左侧并沿缸筒的轴向方向伸入到缸筒内,缸筒左侧设置有与推杆外圆滑动密封配合的第二密封圈,活塞滑动连接在缸筒内,活塞外圆设置有与缸筒内壁滑动密封配合的第三密封圈,推杆右端与活塞左侧固定连接,剪切闸板沿左右水平方向滑动连接在支撑箱内,剪切闸板的左侧与活塞右侧之间通过一根连杆连接,剪切闸板的外周设置有与支撑箱内壁滑动连接的第四密封圈,剪切闸板的右侧固定连接有剪切头。3.根据权利要求2所述的井口旋转换向防喷一体化装置,其特征在于:旋转支撑机构包括套在钻杆外部的支撑筒,支撑筒的下端固定设置有连接法兰,连接法兰通过螺栓安装固定在支撑箱顶部,支撑筒上端同轴向固定设置有顶部敞口的环形支撑槽,环形支撑槽底部设置有两圈下支撑钢珠,下支撑钢珠顶部设置有支撑环板,支撑环板上表面设置有两圈上支撑钢珠,上支撑钢珠上部高于环形支撑槽,井口旋转密封换向机构底部与钻杆上端固定连接且与上支撑钢珠滚动连接。4.根据权利要求3所述的井口旋转换向防喷一体化装置,其特征在于:井口旋转密封换向机构包括方箱和固定筒,方箱设置在固定筒的内部,固定筒内部沿圆周方向设置有内侧开口的环形导槽,固定筒的中心线与钻杆的中心线重合,固定筒的外圆周沿圆周方向均匀设置有四组均与环形导槽连通的钻进液管道,每组钻进液管道均包括两根均沿固定筒的径向方向设置的管道,其中两组相邻的钻进液管道为钻井液进液管,另两组...

【专利技术属性】
技术研发人员:李勇孟尚志吴鹏王壮森
申请(专利权)人:中国矿业大学北京
类型:发明
国别省市:北京,11

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