鉆井泥漿防濺接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井泥漿防濺接頭，屬于鉆采設(shè)備及配件技術(shù)領(lǐng)域；所述鉆井泥漿防濺接頭包括本體，其一端為方鉆桿連接端，另一端為鉆桿連接端，本體的內(nèi)腔固定設(shè)置有密封芯件，密封芯件外徑小于本體內(nèi)徑而形成用于泥漿通過的環(huán)腔，本體的內(nèi)腔還設(shè)置有可雙向移動的位于密封芯件與鉆桿連接端間所在段的密封座環(huán)，密封座環(huán)通過彈性件裝配，并通過彈性件的彈性力配合于本體內(nèi)腔、密封芯件之間而形成密封；本發(fā)明的鉆井泥漿防濺接頭構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)合理可靠，通過彈性件提供彈性力而將密封座環(huán)置于密封芯件和本體間實現(xiàn)接頭的密封和開啟，能夠有效的解決現(xiàn)目前的接單根鉆桿過程中導(dǎo)致的泥漿泄露的問題，改善了工作環(huán)境，同時也減少了不必要的泥漿浪費。
【專利說明】
鉆井泥漿防濺接頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆井工具，尤其是一種鉆井泥漿防濺接頭，屬于鉆采設(shè)備及配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在開采石油和天然氣的鉆井過程中，當(dāng)鉆進一定的尺寸時，需將方鉆桿與鉆桿分離并接上單根鉆桿，但由于此時方鉆桿內(nèi)充滿鉆井泥漿，在卸開方鉆桿的瞬間，方鉆桿內(nèi)的泥漿將會噴流而出，流到鉆井平臺上，進而造成泥漿的浪費，并惡化工況，給操作人員帶來極大的不便。
[0003]現(xiàn)在鉆井工程中對此情況部分井隊采取置之不理的方法，而還有部分井隊采用安裝旋塞閥來解決該種問題。但安裝旋塞閥存在成本過高、誤操作、操作復(fù)雜等問題。目前也有解決此問題的接頭，但均存在成本較高，結(jié)構(gòu)形式單一，使用壽命較短，接上時不能完全防止泥漿泄漏等諸多缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種鉆井泥漿防濺接頭，通過該接頭的使用，能夠有效的防止在方鉆桿與鉆桿分離時方鉆桿內(nèi)泥漿泄露的問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種鉆井泥漿防濺接頭，包括管狀的本體，本體的一端為方鉆桿連接端，另一端為鉆桿連接端，本體的內(nèi)腔固定設(shè)置有密封芯件，所述密封芯件外徑小于本體內(nèi)徑而形成用于泥漿通過的環(huán)腔，本體的內(nèi)腔還設(shè)置有可雙向移動的密封座環(huán)，所述密封座環(huán)位于密封芯件與鉆桿連接端間所在段，且密封座環(huán)通過彈性件裝配于本體內(nèi)，并通過彈性件的彈性力配合于本體內(nèi)腔、密封芯件之間而形成密封，實現(xiàn)接頭的關(guān)閉，當(dāng)密封座環(huán)受來自于方鉆桿連接端方向的泥漿壓力時移動而與密封芯件分離，實現(xiàn)接頭的開啟。
[0006]進一步的，所述密封芯件包括朝向方鉆桿連接端的迎流端和朝向鉆桿連接端的背流端，所述迎流端和背流端均為流線型結(jié)構(gòu)，所述密封座環(huán)與背流端配合進行密封。
[0007]進一步的，所述密封芯件包括朝向方鉆桿連接端的迎流端和朝向鉆桿連接端的背流端，所述迎流端和背流端間固定裝配而形成整體結(jié)構(gòu)，背流端的密封座環(huán)配合位置設(shè)置有第一合金環(huán)，所述密封座環(huán)與背流端的第一合金環(huán)配合進行密封。
[0008]進一步的，所述第一合金環(huán)壓合裝配于迎流端和背流端之間。
[0009]進一步的，所述密封芯件通過本體內(nèi)腔周向布置的翼板固定。
[0010]進一步的，所述本體的內(nèi)腔開設(shè)有一條環(huán)形槽，整個環(huán)形槽周向裝配至少兩塊固定環(huán)，翼板的外徑端通過相鄰固定環(huán)卡嵌裝配于本體的內(nèi)腔，密封芯件開設(shè)有用于翼板安裝的槽體，翼板的內(nèi)徑端通過密封芯件上的槽體與密封芯件卡嵌安裝。
[0011]進一步的，所述密封座環(huán)的朝向方鉆桿連接端的端部內(nèi)徑面為一錐形面，密封座環(huán)通過該錐形面與密封芯件配合密封。
[0012]進一步的，所述密封座環(huán)的朝向方鉆桿連接端的端部設(shè)置有第二合金環(huán)。
[0013]進一步的，所述密封座環(huán)通過套設(shè)于其上的壓縮彈簧裝配于本體內(nèi)，密封座環(huán)與本體間形成用于裝配壓縮彈簧的空間，且該空間通過密封件與本體的內(nèi)腔間進行封隔。
[0014]進一步的，所述壓縮彈簧裝配空間所在本體位置的壁上開設(shè)有氣孔。
[0015]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、所述鉆井泥漿防濺接頭構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)合理可靠，通過彈性件提供彈性力而將密封座環(huán)置于密封芯件和本體間實現(xiàn)接頭的密封，當(dāng)密封座環(huán)受流體壓力時與密封芯件分離而實現(xiàn)接頭的打開，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得其運轉(zhuǎn)可靠，能夠有效的解決現(xiàn)目前的接單根鉆桿過程中導(dǎo)致的泥漿泄露的問題，使得泥漿不會泄漏到鉆臺之上，工況得到了有效的改善，鉆井操作工人的工作環(huán)境相比之前有很大提升，同時也減少了不必要的泥漿浪費；
2、相比于之前使用的旋塞閥，本泥漿防濺接頭具有操作簡便的優(yōu)勢，該接頭整個密封和打開過程無需人工干預(yù)而自動實現(xiàn)，不會有誤操作導(dǎo)致憋栗的情況發(fā)生，也不會每次使用還需進行閥門操作，省時省力，且該結(jié)構(gòu)相比于旋塞閥成本也更低；
3、通過流線型密封芯件的設(shè)計，解決傳統(tǒng)閥門抗泥漿沖蝕性差的問題，有效避免泥漿以90°直角對中心部分造成嚴(yán)重沖蝕，流線型設(shè)計可將泥漿的直角沖擊變?yōu)樾苯菍?dǎo)流，大大減小了泥漿對內(nèi)芯的沖蝕；
4、無法避免沖蝕的其他部位，如第一合金環(huán)和第二合金環(huán)位置，采用了耐磨性更好的合金，來提高接頭的抗沖蝕能力，而采用合金環(huán)的設(shè)計，也避免了整個接頭采用昂貴的合金材料，使得該接頭的生產(chǎn)成本得到控制；
5、該接頭，特別是接頭內(nèi)的密封芯件的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得裝配過程簡單，且可維護性能好；
6、本發(fā)明的接頭與同功能其他工具相比，具有密封性好、使用壽命長、操作簡便、成本較低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發(fā)明鉆井泥漿防濺接頭的關(guān)閉狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本發(fā)明鉆井泥漿防濺接頭的開啟狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明鉆井泥漿防濺接頭的密封芯件的安裝截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記:1-本體、2-方鉆桿連接端、3-鉆桿連接端、4-密封芯件、41-迎流端、42-背流端、43-第一合金環(huán)、44-過渡環(huán)、45-翼板、46-固定環(huán)、5-密封座環(huán)、51 -第二合金環(huán)、52-密封件、53-壓縮彈簧、54-氣孔、6-環(huán)腔。
【具體實施方式】
[0018]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0019]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。實施例
[0020]本發(fā)明的鉆井泥漿防濺接頭，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括管狀的本體I，本體I的一端為方鉆桿連接端2，另一端為鉆桿連接端3，本體I的內(nèi)腔固定設(shè)置有密封芯件4，密封芯件4外徑小于本體I內(nèi)徑而形成用于泥漿通過的環(huán)腔6，本體I的內(nèi)腔還設(shè)置有可雙向移動的密封座環(huán)5，所述密封座環(huán)5位于密封芯件4與鉆桿連接端3間所在段，且密封座環(huán)5通過彈性件裝配于本體I內(nèi)，并通過彈性件的彈性力配合于本體I內(nèi)腔、密封芯件4之間而形成密封，實現(xiàn)接頭的關(guān)閉，當(dāng)密封座環(huán)5受來自于方鉆桿連接端2方向的泥漿壓力時移動而與密封芯件4分離，實現(xiàn)接頭的開啟。
[0021]在本實施方式中，本體I的內(nèi)腔用于安裝密封芯件4和密封座環(huán)5，并且環(huán)腔用于通過泥漿，利用彈性件提供的彈性力實現(xiàn)密封座環(huán)5對密封芯件4和本體I間環(huán)腔的密封，當(dāng)密封座環(huán)5受到泥漿流體壓力時移動，而實現(xiàn)環(huán)腔的打開，使得泥漿通過密封芯件4和密封座環(huán)5，實現(xiàn)接頭的開啟，當(dāng)需要添加單根時泥漿栗關(guān)閉而方鉆桿連接端2不再具有流體壓力，密封座環(huán)5受彈性力而實現(xiàn)移動對密封芯件4和本體I間的環(huán)腔6進行密封。該鉆井泥漿防濺接頭的上述原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計使得運轉(zhuǎn)可靠，能夠有效的解決現(xiàn)目前的接單根過程中導(dǎo)致的泥漿泄露的問題。本實施方式中密封芯件4的結(jié)構(gòu)不做具體限定，可以為多邊柱形、圓柱形、圓形、橢圓形或流線型等結(jié)構(gòu)。本實施方式中彈性件可以采用壓縮彈性件或者拉伸彈性件等，僅需提供密封座環(huán)5向密封芯件4方向的彈性回復(fù)力即可。
[0022]在具體設(shè)計中，環(huán)腔6所具有的面積與密封座環(huán)5的內(nèi)環(huán)面積相同，這樣的設(shè)計旨在減小流體流速的變化，防止截流形成高速流體對裝置造成過度沖刷。
[0023]基于上述整體設(shè)計，在另一【具體實施方式】中對密封芯件4進行進一步設(shè)計，密封芯件4包括朝向方鉆桿連接端的迎流端41和朝向鉆桿連接端的背流端42，所述迎流端41和背流端42均為流線型結(jié)構(gòu)，密封座環(huán)5與背流端42配合進行密封。流線型密封芯件4的設(shè)計，解決傳統(tǒng)閥門設(shè)計泥漿沖蝕破壞性強的問題，有效避免泥漿以90°直角對中心部分造成嚴(yán)重沖蝕，流線型設(shè)計可將泥漿的直角沖擊變?yōu)樾苯菍?dǎo)流，大大減小了泥漿對內(nèi)芯的沖蝕，同時流線型設(shè)計大大的降低了泥漿輸送過程的阻力。密封芯件4可以為一個單元件的整體結(jié)構(gòu)，也可以為采用多個單元件裝配而成的整體結(jié)構(gòu)。
[0024]在流線型密封芯件4的另一【具體實施方式】中，密封芯件4包括朝向方鉆桿連接端的迎流端41和朝向鉆桿連接端的背流端42，迎流端41和背流端42間固定裝配而形成整體結(jié)構(gòu)，背流端42的密封座環(huán)配合位置設(shè)置有第一合金環(huán)43，密封座環(huán)5通過背流端42上的第一合金環(huán)43配合進行密封。該設(shè)計的主要目的是在密封芯件4中采用第一合金環(huán)43與密封座環(huán)5間配合進行密封，第一合金環(huán)43是采用抗沖蝕性材質(zhì)制成以保證密封芯件4的抗沖蝕能力，以提高密封結(jié)構(gòu)的可靠性。迎流端41和背流端42具體的是通過螺紋連接成整體，以便于第一合金環(huán)43的安裝，第一合金環(huán)43作為背流端42的一部分，與背流端42的其余部分組成整個流線型結(jié)構(gòu)的背流端42。
[0025]基于該【具體實施方式】下，第一合金環(huán)43是壓合裝配于迎流端41和背流端42之間的。這是因為在迎流端41對泥漿進行斜角導(dǎo)流以后，在背流端42的該大徑位置具有最大的沖擊力，第一合金環(huán)43位于背流端42大徑位置處能夠保證抗沖蝕效果。
[0026]或者再另一具有第一合金環(huán)43裝配方式中，第一合金環(huán)43和背流端42之間還通過一過渡環(huán)44進行裝配，具體的，第一合金環(huán)43和過渡環(huán)44依次壓合在迎流端41和背流端42之間，并通過迎流端41、背流端42間的螺紋連接進行固定，第一合金環(huán)43、過渡環(huán)44成為流線型背流端42的一個組成部分。
[0027]基于上述各實施方式的設(shè)計，在另一【具體實施方式】中，還對密封芯件的固定方式做進一步的詳細(xì)說明。如圖2所示，密封芯件4是通過本體內(nèi)腔周向布置的翼板45固定的。密封芯件4與翼板45的固定可通過焊接、螺紋連接或裝配方式實現(xiàn)，而翼板45與本體I內(nèi)腔的連接也可以通過焊接、螺紋連接或裝配方式實現(xiàn)。
[0028]基于該密封芯件4的固定方式，在另一【具體實施方式】中還具體描述一種裝配的固定方式，如圖2所示和圖3所示，本體I的內(nèi)腔開設(shè)有一條環(huán)形槽，整個環(huán)形槽周向裝配至少兩塊固定環(huán)46(本實施例中為3塊)，翼板45(共三塊)的外徑端通過相鄰固定環(huán)46卡嵌裝配于本體I的內(nèi)腔，密封芯件4開設(shè)有用于翼板45安裝的槽體，具體的該安裝槽體是開設(shè)在密封芯件4的迎流端41上，翼板45的內(nèi)徑端通過密封芯件4上的槽體與密封芯件4卡嵌安裝。這樣的卡嵌裝配的結(jié)構(gòu)，一方面保證了該結(jié)構(gòu)的裝配的便利性，也避免了焊接或螺紋連接可能造成的失效，另一方面也保證了該接頭內(nèi)部的可維護性能。特別是配合密封芯件4的迎流端41和背流端42的螺紋連接方式，通過該裝配結(jié)構(gòu)，可極大的提高房防濺接頭的裝配效率，并使得維護變得容易。
[0029]在另一【具體實施方式】中，密封座環(huán)5的朝向方鉆桿連接端的端部內(nèi)徑面為一錐形面，密封座環(huán)5通過該錐形面與密封芯件4配合密封。密封座環(huán)5的錐形面設(shè)計能夠保證其內(nèi)環(huán)面與密封芯件4間進行更好的密封，也實現(xiàn)了流體的導(dǎo)流以避免沖蝕。
[0030]密封座環(huán)5的具體設(shè)計中，密封座環(huán)5的朝向方鉆桿連接端的端部設(shè)置有第二合金環(huán)51，如圖1和圖2所示。因為該密封座環(huán)5的端面是不可避免的沖蝕面，第二合金環(huán)51采用抗沖蝕材質(zhì)制成，以提高密封座環(huán)5的可靠性。具體的第二合金環(huán)51采用熱裝配方式裝配于密封座環(huán)5端部。第二合金環(huán)51的內(nèi)徑面作為密封座環(huán)5錐形面的一部分而構(gòu)成整個錐形面。
[0031]該防濺接頭關(guān)閉時結(jié)構(gòu)如圖1所示，打開后結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0032]當(dāng)接頭打開時，在泥漿流動方向第一合金環(huán)43、第二合金環(huán)51位于相接或相對的位置，使得在密封座環(huán)5和背流端42所形成的泥漿通道的兩側(cè)具有良好的抗沖擊能力。
[0033]在本實施例的具體設(shè)計中，當(dāng)該接頭打開后，密封座環(huán)5和背流端42所形成的腔體的面積，與密封芯件4與本體I間環(huán)腔6的面積一致，也與密封座環(huán)5的管道面積一致，該設(shè)計目的是減小流體流速的變化，防止截流形成高速流體對裝置造成過度沖刷。
[0034]在上述實施方式基礎(chǔ)上，另一【具體實施方式】中還對密封座環(huán)5和本體I的裝配方式做進一步說明。如圖1和圖2所示，密封座環(huán)5具有用于套設(shè)彈簧的段，壓縮彈簧53套設(shè)在密封座環(huán)5上并通過密封座環(huán)上的臺階限位，密封座環(huán)5裝配于本體I內(nèi)，密封座環(huán)5兩端部的內(nèi)徑與本體I內(nèi)徑一致，密封座環(huán)5與本體I間形成用于裝配壓縮彈簧53的空間，且該空間通過壓縮彈簧53上方和下方兩處位置的密封件52與本體I的內(nèi)腔間進行封隔。在本體I內(nèi)具有2個臺階，一個臺階用于壓縮彈簧53的安裝，另一個臺階用于密封座環(huán)5行程的限位，如圖1和圖2所示。
[0035]基于密封座環(huán)5的裝配方式，壓縮彈簧53裝配空間所在本體I位置的壁上開設(shè)有氣孔54，如圖1和圖2所示，以保證在密封座環(huán)5往復(fù)運動過程中壓縮彈簧53所在腔體的氣流的暢通。
[0036]本發(fā)明的鉆井泥漿防濺接頭構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)合理可靠，通過彈性件提供彈性力而將密封座環(huán)置于密封芯件和本體間實現(xiàn)接頭的密封，當(dāng)密封座環(huán)受流體壓力時與密封芯件分離而實現(xiàn)接頭的打開，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得其運轉(zhuǎn)可靠，能夠有效的解決現(xiàn)目前的接單根鉆桿過程中導(dǎo)致的泥漿泄露的問題，使得泥漿不會泄漏到鉆臺之上，工況得到了有效的改善，鉆井操作工人的工作環(huán)境相比之前有很大提升，同時也減少了不必要的泥漿浪費。在實際的實驗中，設(shè)計的本體外徑為165mm，接頭打開壓力為1.78mpa，在現(xiàn)場實驗中該接頭表現(xiàn)出良好的密封能力和可靠性，且具有操作簡單的優(yōu)點，具有良好的使用效果。
[0037]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項】
1.一種鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:包括管狀的本體(I)，本體(I)的一端為方鉆桿連接端(2 )，另一端為鉆桿連接端(3 )，本體(I)的內(nèi)腔固定設(shè)置有密封芯件(4)，所述密封芯件(4)外徑小于本體(I)內(nèi)徑而形成用于泥漿通過的環(huán)腔(6)，本體(I)的內(nèi)腔還設(shè)置有可雙向移動的密封座環(huán)(5 )，所述密封座環(huán)(5 )位于密封芯件(4)與鉆桿連接端(3 )間所在段，且密封座環(huán)(5)通過彈性件裝配于本體(I)內(nèi)，并通過彈性件的彈性力配合于本體(I)內(nèi)腔、密封芯件(4)之間而形成密封，實現(xiàn)接頭的關(guān)閉，當(dāng)密封座環(huán)(5)受來自于方鉆桿連接端(2)方向的泥漿壓力時移動而與密封芯件(4)分離，實現(xiàn)接頭的開啟。2.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封芯件(4)包括朝向方鉆桿連接端的迎流端(41)和朝向鉆桿連接端的背流端(42)，所述迎流端(41)和背流端(42)均為流線型結(jié)構(gòu)，所述密封座環(huán)(5)與背流端(42)配合進行密封。3.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封芯件(4)包括朝向方鉆桿連接端的迎流端(41)和朝向鉆桿連接端的背流端(42)，所述迎流端(41)和背流端(42)間固定裝配而形成整體結(jié)構(gòu)，背流端(42)的密封座環(huán)配合位置設(shè)置有第一合金環(huán)(43)，所述密封座環(huán)(5)與背流端(42)的第一合金環(huán)(43)配合進行密封。4.如權(quán)利要求3所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述第一合金環(huán)(43)壓合裝配于迎流端(41)和背流端(42 )之間。5.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封芯件(4)通過本體內(nèi)腔周向布置的翼板(45)固定。6.如權(quán)利要求5所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述本體(I)的內(nèi)腔開設(shè)有一條環(huán)形槽，整個環(huán)形槽周向裝配至少兩塊固定環(huán)(46)，翼板(45)的外徑端通過相鄰固定環(huán)(46)卡嵌裝配于本體(I)的內(nèi)腔，密封芯件(4)開設(shè)有用于翼板(45)安裝的槽體，翼板(45)的內(nèi)徑端通過密封芯件上的槽體與密封芯件(4)卡嵌安裝。7.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封座環(huán)(5)的朝向方鉆桿連接端的端部內(nèi)徑面為一錐形面，密封座環(huán)(5)通過該錐形面與密封芯件(4)配合密封。8.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封座環(huán)(5)的朝向方鉆桿連接端的端部設(shè)置有第二合金環(huán)(51)。9.如權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述密封座環(huán)(5)通過套設(shè)于其上的壓縮彈簧(53)裝配于本體(I)內(nèi)，密封座環(huán)(5)與本體(I)間形成用于裝配壓縮彈簧(53)的空間，且該空間通過密封件(52)與本體的內(nèi)腔間進行封隔。10.如權(quán)利要求9所述的鉆井泥漿防濺接頭，其特征在于:所述壓縮彈簧(53)裝配空間所在本體(I)位置的壁上開設(shè)有氣孔(54)。
【文檔編號】E21B21/10GK106014277SQ201610605457
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】何偉, 易建國, 卿顯君, 岳洋濤, 秦超
【申請人】四川省威爾敦化工有限公司