井口旋转导向器制造技术

技术编号:6226206 阅读:313 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种能够引导钻井过程中废渣排放的井口旋转导向器。它是由下筒体(1),胶芯(2),V型环(3),夹紧机构(4),上筒体(5),胶垫(6),中心管轴(7),轴承(8),骨架油封(9),挡环(10),胶芯连接件(11)构成,中心管轴由轴承支撑旋转,通过胶芯连接件与胶芯固定为一体,在中心管轴上安装有保护轴承的动密封组合,并且在中心管轴顶端安装有胶垫。钻井中,钻具穿过胶垫、中心管轴和胶芯进入井底,井底废渣上返进入下筒体,通过侧面法兰出口排出。本实用新型专利技术简化了内部结构,延长了胶芯的使用时间,对钻杆的适用能力强,减轻了安装维护的劳动强度。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于非石油钻井行业,在井口工作压力小于等于3MPa情况下,对钻井过程中产生的井底废渣进行导向排放的井口旋转导向器。 
技术介绍
目前,石油行业钻井过程中应用到的具有相同作用的井口旋转导向器,仅适用于高压力(一般动压17.5MPa,静压35MPa)工作环境,而且其内部结构复杂、形式多样,生产加工成本高,安装维修不便,国内大部分使用的产品主要依赖进口,成本高、供货周期长。 非石油行业钻井过程中,井口返渣的压力一般小于3Mpa,在国内需要用到的小于3Mpa的井口旋转导向器从国外尚未引进,国内市场又鲜有类似产品。在很多井队,工人都是随手拿个切开的塑料桶挡在井口,基本不具有密封效果;也有将自制的胶芯直接套在旋转向下的钻杆上,钻杆直接刮削胶芯内孔,磨损快,寿命短,效果也不理想。 另外有一种低压力的井口旋转导向器,用机械方法夹紧一组胶垫,两半开合抱紧旋转向下钻杆起到密封作用,降低了成本,但一组胶垫只能用于一种外平钻杆,通用性差。 
技术实现思路
本技术为克服现有技术的缺陷,而提供一种井口旋转导向器。该井口旋转导向器能应用于非石油行业中,在井口压力小于等于3MPa情况下对钻井过程中产生的的孔底废渣进行导向排放,并能适用于多种钻杆规格,解决了胶芯磨损过快的缺点,并简化了内部结构,便于生产、适用和安装维护。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 井口旋转导向器主要由下筒体(1),胶芯(2),V形环(3),夹紧机构(4),上筒体(5),胶垫(6),中心管轴(7),轴承(8),骨架油封(9),挡环(10),胶芯连接件(11)构成,中心管轴通过轴承进行支撑,并通过胶芯连接件与胶芯固定为一体。钻井中,钻具穿过胶垫、中心管轴和胶芯进入井底,胶芯为一弹性体,能和穿过的钻具紧密贴合,既有密封作用,也能传递扭矩。通过钻具带动胶芯进行旋转,钻具不直接刮削胶芯内孔,减少了胶芯磨损程度。在轴承下端依次安装有两个骨架油封和V型环以及挡环,通过挡环压紧V型环和骨架油封,从而构成一个动密封组合,能承受最大3MPa的井口返渣压力,并能防止水、空气、残渣混合物进入轴承内,对轴承起到保护作用。钻井过程中的井底废渣上返进入下筒体后,被胶芯、动密封组合所阻挡,不能直接向上喷出井口,而从下筒体侧面法兰出口导向排出。胶芯的外形是将一段上下切平的圆弧锥形体正放于一段圆柱上,再用两个正反圆弧平滑过渡,圆柱直径大于圆弧锥形体最大截面直径,如果将所述的胶芯的圆柱一端称为底部,则胶芯内腔是贯通的倒漏斗状。胶芯内部漏斗状的圆柱段,过φ89mm外加厚钻杆的圆柱孔直径为φ80mm,过φ114mm外加厚钻杆的圆柱孔直径为φ102mm,过φ127mm外加厚钻杆的圆柱孔直径为φ110mm。胶芯独特的外观设计使钻具穿过胶芯时受到较小的阻力,并且使胶芯具有足够的弹性,能和穿过其中的钻具紧密贴合。胶芯圆柱孔直径的大小具有不同设计,钻井-->中,能按不同规格外加厚钻杆选择相应圆柱孔直径的胶芯,增加了对钻具的适用性。 中心管轴顶端安装有胶垫,胶垫下表面为平面,中心厚圆环逐渐向边缘减薄与薄圆环平滑过渡相接,在加厚的圆内以中心为圆心切一个花瓣状圆。如此设计,减小钻具通过胶垫的阻力,并且能防止污水、杂物落入中心管轴。 胶芯连接件将中心管轴和胶芯固定为一体。通过其外圆柱面上的一圈通孔,采用紧固螺栓与中心管轴连接,其底部一圈法兰通孔与胶芯螺钉连接,简化了内部结构,使胶芯的安装维护工作大为减轻。本技术的有益效果是,简化了内部结构,延长了胶芯的使用时间,对钻杆的适用能力强,减轻了安装维护的劳动强度。 附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图中,1.下筒体,2.胶芯,3.V型环,4.夹紧机构,5.上筒体,6.胶垫,7.中心管轴,8.轴承,9.骨架油封,10.挡环,11.胶芯连接件。 图1为本技术的主视剖视图; 图2为本技术动密封的局部放大图; 图3为本技术胶芯的主剖视图; 图4为本技术胶垫的主剖视图; 图5为本技术胶垫的外观图。 具体实施方式在图1中,下筒体(1)与上筒体(5)通过夹紧机构(4)固定为一体。打开夹紧机构(4)之后,上筒体(1)可以与下筒体(5)分离,便于检修和更换胶芯(2)。在上筒体(1)内部安装有中心管轴(7),中心管轴(7)通过轴承(8)支撑,可以在上筒体(1)内自由转动,轴承(8)为两个同型号的圆锥滚子轴承,背对背安装,可以承受双向较大的轴向力。为避免轴承工作中被污染,在轴承(8)的下端,依次安装有骨架油封(9)和V型环(3)以及挡环(10)。安装后,挡环(10)能压紧V型环(3)和骨架油封(9),形成能承受最大3MPa井口返渣压力的动密封组合。在中心管轴(7)的下端,胶芯连接件(11)通过其外圆柱面上的一圈通孔,采用紧固螺栓与中心管轴(7)连接,其底部一圈法兰通孔与胶芯(2)螺钉连接,从而将中心管轴(7)和胶芯(2)固定为一体。在上筒体(1)与下筒体(5)分离后,可以通过拆卸螺钉方便地更换胶芯(2)。在中心管轴(7)的顶端,安装有胶垫(6),在钻井中,钻具穿过胶垫(6)、中心管轴(7)和胶芯(2)进入孔底,胶芯(2)和钻具紧密贴合,利用摩擦力带动胶芯(2)与中心管轴(7)一起旋转,钻具不直接刮削胶芯(2)内孔,延长了胶芯(2)的使用寿命。 在图2中,展示的是保护轴承的动密封组合。两个骨架油封(9)背对安装,靠上的一个骨架油封(9)封存轴承内的润滑油,靠下的一个骨架油封(9)用于封水封尘。在骨架油封(9)的下面,固定有挡环(10)和V型环(3)。V环形(3)薄边靠近挡环(10)内腔底部,环形薄边的硬度恰当,使旋转时不打褶,当压力向上冲压环形薄边时,将其压紧在挡环(10)内,起到密封作用。该项设计可以承受最大3MPa的井口返渣压力。 在图3中,是胶芯(2)部件的剖视图。胶芯(2)的材料是专业的合成橡胶,弹性范围为300%,拉伸回弹性很好。胶芯(2)的外形是将一段上下切平的圆弧锥形体正放于一段圆柱上,再用两个正反圆弧平滑过渡,圆柱直径大于圆弧锥形体最大截面直径,如将所-->述的胶芯(2)的圆柱一端称为底部,则其内腔是贯通的倒漏斗状,独特的外观设计使钻具穿过胶芯(2)时受到较小的阻力,并且使胶芯(2)具有足够的弹性,能和穿过其中的钻具紧密贴合。胶芯圆柱孔直径有3种规格,过φ89mm外加厚钻杆的圆柱孔直径为φ80mm,过φ114mm外加厚钻杆的圆柱孔直径为φ102mm,过φ127mm外加厚钻杆的内腔圆柱孔直径为φ110mm,钻井中,能按不同规格外加厚钻杆选择相应圆柱孔直径的胶芯,增加了对钻具的适用性。 在图4中,是胶垫(6)的主剖视图。胶垫其下表面为平面,较厚中心圆环,逐渐向边缘减薄与薄圆环平滑过渡相接,有利于胶垫中心孔周边保持干净。在图5中,是胶垫(6)的外观图。中间较厚圆环内以胶垫中心为圆心切一个花瓣状圆,有利于变径钻杆的通过。钻井中,大部分时间钻杆都在向下走,但在加接钻杆时,会将钻杆向上提一段,如果在打泥浆,部分泥浆会随钻杆涌上,最后覆盖在整个井口旋转导向器上部,这种情况下,为了防止泥浆渗入到轴承内,在井口旋转导向器上部覆盖了胶垫(6),这样既保护了轴承(8),同时又遮挡外界的废渣落进中心管轴里,避免胶芯加速磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井口旋转导向器,其特征是:它主要由下筒体(1),胶芯(2),V形环(3),夹紧机构(4),上筒体(5),胶垫(6),中心管轴(7),轴承(8),骨架油封(9),挡环(10),胶芯连接件(11)构成,中心管轴由轴承支撑旋转,通过胶芯连接件与胶芯固定为一体,在中心管轴上安装有保护轴承的动密封组合,并且在中心管轴顶端安装有胶垫。

【技术特征摘要】
1.一种井口旋转导向器,其特征是:它主要由下筒体(1),胶芯(2),V形环(3),夹紧机构(4),上筒体(5),胶垫(6),中心管轴(7),轴承(8),骨架油封(9),挡环(10),胶芯连接件(11)构成,中心管轴由轴承支撑旋转,通过胶芯连接件与胶芯固定为一体,在中心管轴上安装有保护轴承的动密封组合,并且在中心管轴顶端安装有胶垫。2.根据权利要求1所述的井口旋转导向器,其特征是:胶芯的外形为一段上下切平的圆弧锥形体正放于一段圆柱上,再用两个正反圆弧平滑过渡,圆柱直径大于圆弧锥形体最大截面直径,如将胶芯的圆柱一端称为底部,其内腔是贯通的倒漏斗状。3.根据权利要求1所述的井口旋转导向器,其特征是:...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:北京三仁宝业科技发展有限公司
类型:实用新型
国别省市:11[中国|北京]

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