一种空气钻井一开井口装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种空气钻井一开井口装置，包括底座以及自下而上依次设置在底座上的下垫片、胶芯、上垫片和盖板；底座包括竖直设置在井口上方的主管道、横向设置且与主管道连通的侧管道和设置在主管道顶端端口处的第一法兰盘；下垫片、胶芯、上垫片和盖板中心均沿轴向开设有通孔；盖板由顶板、自顶板边缘处沿轴向向下延伸的外层围板和自外层围板底端边缘处沿径向向外周延伸的固定板构成，盖板盖装在底座上并通过固定板与第一法兰盘固定；该空气钻井一开井口装置可实现钻井过程中井口封闭，并能承受一定的内部压力，使携带岩屑的空气在井口仍保持较高流速，岩屑易于从侧管道排出，解决了空气钻井一开钻进时岩屑排出困难的问题。

A kind of open hole device for air drilling

The utility model discloses an open air drilling wellhead device, which comprises a base and a bottom is arranged on the base of the gasket, gasket, rubber core and the cover plate are vertically arranged; the base comprises a first flange plate is arranged on the main pipeline, wellhead is horizontally arranged and the side pipe communicated with the main pipe and the main pipe the top of the port; the pad, rubber gasket, and a cover plate along the axial center is provided with a through hole; the cover comprises a top plate, from the roof edge along the outer panel fixing plate extends downward from the outer axial and the bottom edge of the radial baffle extends to the periphery of the cover which is arranged on the base and through the fixing plate and the first flange; the air drilling a wellhead device can realize the closed wellhead drilling process, and can withstand the internal pressure of the air in carrying cuttings The wellhead still keeps high flow rate, and the cuttings are easily discharged from the side pipe, which solves the problem of the difficult discharge of the debris in the air drilling.

【技术实现步骤摘要】
一种空气钻井一开井口装置
本技术涉及石油钻探设备
，特别涉及一种空气钻井一开井口装置。
技术介绍
空气钻井以压缩空气作为循环介质，通过专用设备将空气注入井内，用于携带井下岩屑和冷却钻头，是一种欠平衡钻井技术。与常规钻井相比，具有提高机械钻速、降低钻井成本、保护油气层等优点。20世纪70年代末，空气钻井技术已在世界各地油气井中得到广泛应用。该技术在国外部分国家已经是一种成熟的钻井技术，在国内正处于快速发展时期。目前，在实施空气钻井过程中，由于井内无封固套管，常规井口装置无法安装使用，一开常常进行敞口钻进，井内空气返至井口后流速减慢，岩屑易受重力作用重新落入井内，造成岩屑排出困难，一开钻进难以顺利完成，同时井口岩屑、尘土飞溅造成环境污染严重
技术实现思路
本技术的目的是提供一种有效解决一开钻井岩屑上返问题的空气钻井一开井口装置。为此，本技术技术方案如下：一种空气钻井一开井口装置，包括底座以及自下而上依次设置在所述底座上的下垫片、胶芯、上垫片和盖板；其中，所述底座包括竖直设置在井口上方的主管道、横向设置且与所述主管道连通的侧管道和设置在所述主管道顶端端口处的第一法兰盘；所述下垫片、所述胶芯、所述上垫片和所述盖板中心均沿轴向开设有通孔；所述盖板由顶板、自所述顶板边缘处沿轴向向下延伸的外层围板和自所述外层围板底端边缘处沿径向向外周延伸的固定板构成，在所述固定板上沿圆周方向开设有多个与所述第一法兰盘上通孔一一对应的固定孔，使所述盖板盖装并固定在底座上。进一步地，所述下垫片由水平环板和自所述水平环板底面沿轴向向下延伸形成的内层围板构成；在所述第一法兰盘和所述下垫片的水平环板接触面的相应位置上各环绕中心通孔开设有一条环形的半圆弧形凹槽，在所述半圆弧形凹槽内设有多个滚珠，使所述第一法兰盘和所述水平环板之间能够通过滚珠相对转动；在所述上垫片和所述盖板的接触面的相应位置上各环绕中心通孔开设有一条环形的半圆弧形凹槽，在所述半圆弧形凹槽内设有多个滚珠，使所述上垫片和所述盖板之间能够通过滚珠相对转动。进一步地，所述下垫片的内层围板紧贴所述主管道内壁设置，且在所述内层围板外壁和所述主管道内壁之间设置有至少一道密封圈形成密封。进一步地，所述下垫片、所述胶芯、所述上垫片的外径相同，且与所述盖板的内径相适应。进一步地，所述下垫片、所述上垫片和所述盖板的中心通孔内径均大于所述胶芯的中心通孔内径，且所述胶芯的中心通孔内径自上而下逐渐减小呈锥形。进一步地，所述侧管道的端口处设有第二法兰盘。进一步地，自所述主管道底端边缘向外周延伸形成一方形底板；所述方形底板的四角处各开设有一个螺栓孔，使所述方形底板通过螺栓孔固定在固定在井口四周的地面上。该空气钻井一开井口装置结构简单、安装方便，可实现钻井过程中井口封闭，并能承受一定的内部压力，使携带岩屑的空气在井口仍保持较高流速，岩屑易于从侧管道排出，解决了空气钻井一开钻进时岩屑排出困难的问题，使施工能顺利进行，并保护了环境。附图说明图1为本技术的空气钻井一开井口装置的结构示意图；图2为本技术的空气钻井一开井口装置的局部结构的剖视图；图3为本技术的空气钻井一开井口装置的底座的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本技术有任何限制。如图1～3所示，该空气钻井一开井口装置，包括底座1以及自下而上依次设置在底座1上的下垫片2、胶芯3、上垫片4和盖板5；具体地，底座1包括竖直设置在井口上方的主管道101、横向设置且与主管道101连通的侧管道102、设置在主管道101顶端端口处的第一法兰盘103以及自主管道101底端边缘向外周延伸形成一方形底板105；其中，主管道101与的内径与井口内径一致，侧管道102设置在主管道101上部侧壁上，且侧管道102的端口处设有用于直接与常规地面管线法兰相配合连接的第二法兰盘104；方形底板105的四角处各开设有一个螺栓孔，使方形底板105通过设置在螺栓孔处的地脚螺栓10固定在井口底面上；上垫片4为一水平设置在胶芯3顶面上的水平环板；下垫片2由水平环板和自水平环板底面沿轴向向下延伸一体成型的内层围板202构成；其中，内层围板202为圆柱形且紧贴主管道101内壁设置，且在内层围板202的外壁和主管道101的内壁之间设置有双道密封圈6使内层围板202和主管道101之间形成密封，防止空气从层围板202和主管道101之间的缝隙处逸出；胶芯3为圆柱形，其中心开设有与钻杆外径相适应的轴向通孔，且轴向通孔的内径自上而下逐渐减小呈锥形，使钻杆与胶芯3中心通孔的下侧内壁之间形成密封；盖板5由顶板、自顶板边缘处沿轴向向下延伸的外层围板和自外层围板底端边缘处沿径向向外周延伸的固定板一体成型构成，在固定板上沿圆周方向开设有多个与第一法兰盘上通孔一一对应的固定孔，使盖板5盖装在底座1上，并通过设置在第一法兰盘和固定板之间的法兰螺栓9使二者固定；下垫片2、上垫片4和盖板5的中心通孔内径均大于胶芯3的中心通孔的最大内径；下垫片2、胶芯3、上垫片4的外径相同，且与盖板5的内径一致。由于盖板5固定在底座1上，底座1通过方形底板105固定在井口四周地面上，因此，在一开正常钻进过程中，底座1和盖板5为固定部分，下垫片2、胶芯3和上垫片4则随钻杆旋转；为减小，下垫片2、胶芯3、上垫片4和底座1的第一法兰盘之间的相对转动过程中接触面之间产生摩擦力，在第一法兰盘103和下垫片2的水平环板接触面的相应位置上各环绕中心通孔开设有一条环形凹槽108，每条凹槽均为半圆弧形，使得上下相对的两个凹槽的剖面能够对拼为圆形，在半圆弧形凹槽内设有多个与凹槽尺寸相适应的第一滚珠7，使第一法兰盘103和水平环板之间能够通过第一滚珠7相对转动，构成类似滚动轴承的结构；同理，在上垫片4和盖板5的接触面的相应位置上各环绕中心通孔开设有一条环形形凹槽，每条凹槽均为半圆弧形，使得上下相对的两个凹槽的剖面能够对拼为圆形，在半圆弧形凹槽内设有多个与凹槽尺寸相适应的第二滚珠8，使上垫片4和盖板5之间能够通过滚珠相对转动。该空气钻井一开井口装置的施工使用方法：工作时，先将井口地面松软泥土挖出，形成尺寸大于正方形底板105的浅坑，注入水泥，在对应位置埋入地脚螺栓10固化，使底座1固定于地面；在钻台上，钻杆由上至下依次穿过盖板5、上垫片4和胶芯3内孔，钻杆下部连接钻头；钻柱下放，钻头通过下垫片2进入底座1内部，继续将钻头下放到底；一开正常钻进过程中，底座1和盖板5为固定部分，下垫片2、胶芯3和上垫片4随钻杆旋转，同时，由于底座1与下垫片2之间、胶芯3与钻杆之间形成密封，使空气从井下携出岩屑经由侧管道c，通过常规地面管线排出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气钻井一开井口装置，其特征在于，包括底座(1)以及自下而上依次设置在所述底座(1)上的下垫片(2)、胶芯(3)、上垫片(4)和盖板(5)；其中，所述底座(1)包括竖直设置在井口上方的主管道(101)、横向设置且与所述主管道(101)连通的侧管道(102)和设置在所述主管道(101)顶端端口处的第一法兰盘(103)；所述下垫片(2)、所述胶芯(3)、所述上垫片(4)和所述盖板(5)中心均沿轴向开设有通孔；所述盖板(5)由顶板、自所述顶板边缘处沿轴向向下延伸的外层围板和自所述外层围板底端边缘处沿径向向外周延伸的固定板构成，在所述固定板上沿圆周方向开设有多个与所述第一法兰盘上通孔一一对应的固定孔，使所述盖板(5)盖装并固定在底座(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种空气钻井一开井口装置，其特征在于，包括底座(1)以及自下而上依次设置在所述底座(1)上的下垫片(2)、胶芯(3)、上垫片(4)和盖板(5)；其中，所述底座(1)包括竖直设置在井口上方的主管道(101)、横向设置且与所述主管道(101)连通的侧管道(102)和设置在所述主管道(101)顶端端口处的第一法兰盘(103)；所述下垫片(2)、所述胶芯(3)、所述上垫片(4)和所述盖板(5)中心均沿轴向开设有通孔；所述盖板(5)由顶板、自所述顶板边缘处沿轴向向下延伸的外层围板和自所述外层围板底端边缘处沿径向向外周延伸的固定板构成，在所述固定板上沿圆周方向开设有多个与所述第一法兰盘上通孔一一对应的固定孔，使所述盖板(5)盖装并固定在底座(1)上。2.根据权利要求1所述的空气钻井一开井口装置，其特征在于，所述下垫片(2)由水平环板和自所述水平环板底面沿轴向向下延伸形成的内层围板(202)构成；在所述第一法兰盘(103)和所述下垫片(2)的水平环板接触面的相应位置上各环绕中心通孔开设有一条环形凹槽，在所述环形凹槽内设有多个与凹槽尺寸相适应的第一滚珠(7)，使所述第一法兰盘(103)和所述水平环板之间能够通过第一滚珠相对转动；在所述上垫片(4)和所述盖板(5)的接触面的相应位置上各环绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霖，房旭，李伟华，郑锋，柳鹤，洪克峰，胡铭寰，张平，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12