气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构制造技术

本发明专利技术公开了一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，包括固定短节、卡紧件、悬挂法兰和旋转短节，旋转短节上端与固定短节插接且密封配合，下端设置有预制固定角度的出口连接端，悬挂法兰套设在旋转短节上，卡紧件位于固定短节下端面与悬挂法兰之间，旋转短节悬挂在卡紧件上，悬挂法兰与固定短节下端通过螺杆套件固定连接，卡紧件与悬挂法兰之间的环形空间内设置有滚子轴承，卡紧件与固定短节下端面之间设置有滚子轴承。本发明专利技术可以调整排砂管线走向，快速将排砂管线连接出井场外，避免反复安装和拆卸，大幅度降低工作人员的工作量和工作强度，缩短安装作业周期，节省作业人员成本和吊车使用费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到气体钻井管汇，特别是一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，属于油气钻井（钻探）工程

技术介绍
气体钻井是一种以气体作为循环和携砂介质的钻井方式，与常规钻井液钻井相比，气体钻井井底压力远低于井底液柱压力，钻进过程中始终保持负压，实现了欠平衡钻井。气体钻井作为20世纪80年代在国内发展并成熟起来的新技术，形成了干气钻井（空气、氮气）、雾化钻井、泡沫钻井及充气钻井四大主体技术，具有提高机械钻速、治理恶性井漏、发现和保护储层等优势。近年来，在国内各油气田得到推广应用，并取得良好应用效果。根据《气体钻井技术规范第一部分：空气钻井、氮气钻井、空气雾化钻井、氮气雾化钻井、空气泡沫钻井》规定：井场内排砂管线采用法兰连接，宜平直连接出井场外。但是，经常因现场条件限制（包括钻机底座结构和地面设备摆放等），必须采用弯管来调整排砂管线走向，只有这样才能接出井场外。由于现有的弯管的弯曲角度均是固定不变的，然而绝大多数时候，现场排砂管线的安装都没有办法严格、精确的按照固定角度弯管的方向布置。固定角度的弯管并不能根据现场实际情况随意调整自身的角度。因此，在排砂管线安装期间，经常采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，直到调整好排砂管线的走向为止。加之排砂管线重量很大，导致管线安装起来十分不方便。这不仅大大增加了安装作业时间，增加了工作人员的工作量和工作强度，还提高了作业人员成本和吊车使用费用，甚至会造成钻机等停，延长钻井周期的严重后果。现有技术中，适用于气体钻井的排砂管线，公开号201412067，公开日2010年2月24日，描述了一种卡箍式排砂管线连接方式，这也是目前气体钻井领域排砂管线唯一的连接方式。该专利技术只是一种连接方式，并不能在安装过程中随意调整管线角度和走向，依然是采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，工作强度和作业时间都很高。另外，气体钻井用安全排砂管汇中，公开号203188949，公开日2013.09.11，描述了一种排砂管线泄压的装置（破裂盘），当管线内部压力憋升到一定值，破裂盘打开泄压以达到保障管线安全的目的。但该专利技术所描述的管线依然是传统管线，并不能在安装过程中随意调整管线角度和走向，依然是采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，工作强度和作业时间都很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构。本专利技术可以轻松、便捷、随意地调整排砂管线走向，快速将排砂管线连接出井场外，避免反复安装和拆卸，大幅度降低工作人员的工作量和工作强度，缩短安装作业周期，节省作业人员成本和吊车使用费用，避免出现钻机等停、延长钻井周期等严重后果。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：包括固定短节、卡紧件、螺杆套件、悬挂法兰和旋转短节，旋转短节上端与固定短节插接且密封配合，下端设置有预制固定角度的出口连接端，悬挂法兰套设在旋转短节上，卡紧件位于固定短节下端面与悬挂法兰之间，旋转短节悬挂在卡紧件上，悬挂法兰与固定短节下端通过螺杆套件固定连接，卡紧件与悬挂法兰之间的环形空间内设置有滚子轴承，卡紧件与固定短节下端面之间设置有滚子轴承。所述卡紧件包括两个半圆卡，两个半圆卡通过螺钉连接，旋转短节上设置有卡槽，半圆卡卡接在卡槽中与旋转短节间隙配合。所述卡紧件与悬挂法兰之间的环形空间内设置的滚子轴承为推力调心滚子轴承。所述卡紧件与固定短节下端面之间设置的滚子轴承为推力圆柱滚子轴承。所述悬挂法兰与固定短节下端通过螺杆套件固定连接后，悬挂法兰、推力调心滚子轴承、半圆卡、推力圆柱滚子轴承与固定短节下端面为轴向端面接触。所述推力调心滚子轴承和推力圆柱滚子轴承与旋转短节之间为间隙配合。所述固定短节上端与排砂管线连接，下端与旋转短节上端插接且密封配合。所述旋转短节与固定短节插接处设置有多道“O”型密封圈，旋转短节与固定短节通过多道“O”型密封圈密封配合。所述卡紧件与悬挂法兰之间的环形空间内还设置有防尘尼龙圈，推力调心滚子轴承设置在防尘尼龙圈内。所述卡紧件与固定短节下端面之间还设置有防尘尼龙圈，推力圆柱滚子轴承设置在防尘尼龙圈内。所述防尘尼龙圈沿旋转短节轴向设置有4—6mm的活动空间。所述旋转短节上开有多个手动旋转孔。所述旋转短节预制的固定角度为90°时，旋转短节上端与固定短节插接且密封配合，下端通过盲板封闭，盲板通过法兰螺栓套件固定在旋转短节下端，出口连接端位于盲板上方。采用本专利技术的优点在于：1、本专利技术结构简单、零部件少和易于加工。2、采用本专利技术安装、操作方便，可以与现有的整套排砂管线配套使用。3、采用本专利技术可以实现径向360°任意角度的无级变换（即径向方位角360°的无级调节）。4、本专利技术内部的主要转动阻力为滚动摩擦，滚动摩擦较静摩擦、滑动摩擦小很多，因此，本专利技术可以根据现场条件和排砂管线的架设高度，快速且轻松地调整排砂管线的走向，完全避免了反复安装和拆卸这个过程，大大缩短了安装作业周期、减轻了劳动强度，同时也节约了安装成本。5、本专利技术具有防尘结构，可有效避免环境中砂尘进入机构内部，同时也可以避免管线内部砂尘堆积造成机构无法转动的问题。6、本专利技术主要用于气体钻井排砂管汇中，具有很高的抗内压强度，能够保证气体钻井作业的安全性，同时，该机构通过调整设计参数之后也可以用于供气管汇的连接，甚至可以扩展应用到其它领域的硬管汇系统当中去。7、采用本专利技术，可根据现场实际情况随意、精确地调整管线走向和角度，大大减少安装作业时间，降低工作人员的工作量和工作强度，可削减作业人员成本和吊车使用费用，避免造成钻机等停，延长钻井周期等严重问题。附图说明图1为本专利技术剖视结构示意图；图2为图1中的I部放大示意图；图3为本专利技术中的两个半圆卡装配示意图；图4为本专利技术主视结构示意图。图中标记为：1、固定短节，2、“O”型密封圈，3、半圆卡，4、螺杆套件，5、悬挂法兰，6、旋转短节，7、法兰螺栓套件，8、盲板，9、推力调心滚子轴承，10、防尘尼龙圈a，11、防尘尼龙圈b，12、推力圆柱滚子轴承，13、螺钉，14、旋转孔，15、活动空间，16、出口连接端。具体实施方式实施例1一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，包括固定短节1、卡紧件、螺杆套件4、悬挂法兰5和旋转短节6，旋转短节6上端与固定短节1插接且密封配合，下端设置有预制固定角度的出口连接端16，悬挂法兰5套设在旋转短节6上，卡紧件位于固定短节1下端面与悬挂法兰5之间，旋转短节6悬挂在卡紧件上，悬挂法兰5与固定短节1下端通过螺杆套件4固定连接，卡紧件与悬挂法兰5之间的环形空间内设置有滚子轴承，卡紧件与固定短节1下端面之间设置有滚子轴承。本实施例中，所述卡紧件包括两个半圆卡3，两个半圆卡3通过螺钉13连接，旋转短节6上设置有卡槽，半圆卡3卡接在卡槽中与旋转短节6间隙配合。本实施例中，所述卡紧件与悬挂法兰5之间的环形空间内设置的滚子轴承为推力调心滚子轴承9。本实施例中，所述卡紧件与固定短节1下端面之间设置的滚子轴承为推力圆柱滚子轴承12。本实施例中，所述悬挂法兰5与固定短节1下端通过螺杆套件4固定连接后，悬挂法兰5、推力调心滚子轴承9、半圆卡3、推力圆柱滚子轴承12与固定短节1下端面为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：包括固定短节（1）、卡紧件、螺杆套件（4）、悬挂法兰（5）和旋转短节（6），旋转短节（6）上端与固定短节（1）插接且密封配合，下端设置有预制固定角度的出口连接端（16），悬挂法兰（5）套设在旋转短节（6）上，卡紧件位于固定短节（1）下端面与悬挂法兰（5）之间，旋转短节（6）悬挂在卡紧件上，悬挂法兰（5）与固定短节（1）下端通过螺杆套件（4）固定连接，卡紧件与悬挂法兰（5）之间的环形空间内设置有滚子轴承，卡紧件与固定短节（1）下端面之间设置有滚子轴承。

【技术特征摘要】
1.一种气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：包括固定短节（1）、卡紧件、螺杆套件（4）、悬挂法兰（5）和旋转短节（6），旋转短节（6）上端与固定短节（1）插接且密封配合，下端设置有预制固定角度的出口连接端（16），悬挂法兰（5）套设在旋转短节（6）上，卡紧件位于固定短节（1）下端面与悬挂法兰（5）之间，旋转短节（6）悬挂在卡紧件上，悬挂法兰（5）与固定短节（1）下端通过螺杆套件（4）固定连接，卡紧件与悬挂法兰（5）之间的环形空间内设置有滚子轴承，卡紧件与固定短节（1）下端面之间设置有滚子轴承。2.根据权利要求1所述的气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：所述卡紧件包括两个半圆卡（3），两个半圆卡（3）通过螺钉（13）连接，旋转短节（6）上设置有卡槽，半圆卡（3）卡接在卡槽中与旋转短节（6）间隙配合。3.根据权利要求2所述的气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：所述卡紧件与悬挂法兰（5）之间的环形空间内设置的滚子轴承为推力调心滚子轴承（9）。4.根据权利要求3所述的气体钻井管汇用径向方位角无级调角机构，其特征在于：所述卡紧件与固定短节（1）下端面之间设置的滚子轴承为推力圆柱滚子轴承（12）。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：范黎明，刘殿琛，韩烈祥，董仕明，邓柯，李宬晓，吴俊，先羿，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51