CN106639952B - 一种用于钻井视频探测的井口密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于钻井视频探测的井口密封装置，固定盖(1)的底端与中部承接管(3)的顶端连接，中部承接管的底端与连接底座(5)的顶端连接，在扩展槽Ⅰ与扩展槽Ⅱ之间设置第一滚轮装置，上滚珠轮Ⅰ(12)的下端内侧设有上滚珠槽Ⅰ，下滚珠轮Ⅰ(11)的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅰ内径大小相等的下滚珠槽Ⅰ，在上滚珠槽Ⅰ与下滚珠槽Ⅰ之间设置滚珠Ⅰ(13)；上滚珠轮Ⅱ(8)的下端内侧设有上滚珠槽Ⅱ，下滚珠轮Ⅱ(7)的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅱ内径大小相等的下滚珠槽Ⅱ。本发明结构简单，成本低廉，便于安装，安全可靠，适应性强，能够在不影响地面钻井抽采瓦斯的情况下，向地面钻井下视频探测器，提高工作效率，并实现钻井进口的密封。

Description

一种用于钻井视频探测的井口密封装置
技术领域
本发明涉及一种瓦斯抽采钻井的井口密封装置，具体是一种用于钻井视频探测的井口密封装置，属于瓦斯抽采钻井探测设备技术领域。
背景技术
卸压瓦斯抽采钻井是从地面施工的可抽采采空区瓦斯和卸压煤层瓦斯的垂直钻井，钻井内布置有套管。套管一方面用于固井，另一方面是卸压瓦斯由井下向地面流动的唯一通道。煤层回采过程中，上覆煤岩层下沉并卸压，基于采动卸压效应，吸附瓦斯解吸为游离瓦斯；此时卸压瓦斯抽采钻井开始运行工作，利用抽采负压作用将卸压瓦斯通过套管抽采至地面进行发电或其他应用。然而，在上覆岩层运动过程中，岩层的弯曲、相邻岩层的相对错动和层间离层等将对钻井套管产生挤压、剪切和拉伸等各种作用力。在这些作用力的作用下，套管会发生变形甚至错断，使部分区域的瓦斯过流截面减小，甚至闭塞，严重影响瓦斯抽采效果。
为了提高钻井井身的稳定性，很多学者对套管的变形和错断特性开展了研究。对地面钻井套管进行视频探测是这些研究工作的重要基础。目前，对套管进行视频探测时，必须停止抽采系统运行并拆开地面抽采管路与钻井套管的连接，完全打开钻井套管上端口才能下入视频探测器。因此，若要视频探测钻井，必须停止地面钻井的抽采。根据国内外的大量经验，钻井停抽会导致抽采效果大幅降低，即恢复抽采后抽采流量大幅度降低。因此，暂停抽采对钻井套管进行视频探测，绝非可取的方法。如果直接在抽采时视频探测钻井，由于下入视频探测器和信号传输线的穿通孔的存在，会形成抽采短路，造成大量的地面空大量的地面空气会进入抽采系统，形成抽采泵主要抽采地面空气的局面，既降低了瓦斯抽采效果，又降低了瓦斯浓度，影响了抽采瓦斯的利用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于钻井视频探测的井口密封装置，在不需要拆卸地面钻井井口的抽采管道的情况下，向钻井套管内下入视频探测器，既提高工作效率，又可实现钻井套管视频探测时套管与外界空气的隔绝，该装置结构简单，成本低廉，便于安装，安全可靠，适应性强。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于钻井视频探测的井口密封装置，包括固定盖、中部承接管、连接底座，所述固定盖、中部承接管、连接底座均由两部分组成；固定盖的底端与中部承接管的顶端连接，在所述固定盖的底端内壁设置扩展槽Ⅰ，中部承接管的顶端内壁设置与扩展槽Ⅰ内径大小相等的扩展槽Ⅱ；中部承接管的底端与连接底座的顶端连接，在所述中部承接管的底端内部设置扩展槽Ⅲ，连接底座的顶端内壁设置与扩展槽Ⅲ内径大小相等的扩展槽Ⅳ；在扩展槽Ⅰ与扩展槽Ⅱ之间设置第一滚轮装置，所述的第一滚轮装置由上滚珠轮Ⅰ、滚珠Ⅰ、下滚珠轮Ⅰ构成，上滚珠轮Ⅰ的下端内侧设有上滚珠槽Ⅰ，下滚珠轮Ⅰ的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅰ内径大小相等的下滚珠槽Ⅰ，所述的上滚珠槽Ⅰ与下滚珠槽Ⅰ相连接，滚珠Ⅰ设置在上滚珠槽Ⅰ与下滚珠槽Ⅰ之间；在扩展槽Ⅲ与扩展槽Ⅳ之间设置第二滚轮装置，所述的第二滚轮装置由上滚珠轮Ⅱ、滚珠Ⅱ、下滚珠轮Ⅱ构成，上滚珠轮Ⅱ的下端内侧设有上滚珠槽Ⅱ，下滚珠轮Ⅱ的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅱ内径大小相等的下滚珠槽Ⅱ，所述的上滚珠槽Ⅱ与下滚珠槽Ⅱ相连接，滚珠Ⅱ设置在上滚珠槽Ⅱ与下滚珠槽Ⅱ之间；所述的下滚珠轮Ⅱ、上滚珠轮Ⅱ、下滚珠轮Ⅰ、上滚珠轮Ⅰ均由两部分组成；在所述固定盖、中部承接管、连接底座上均设置穿线孔，穿线孔的直径比信号传输线的直径大30-100丝；连接底座通过固定法兰盘上的螺栓孔与球形阀通过螺栓固定连接，球形阀的另一端连接钻井井口抽采三通管的上侧端口。
作为本发明的进一步改进，滚珠Ⅰ在上滚珠槽Ⅰ与下滚珠槽Ⅰ之间内侧缺口处突出5-50丝，滚珠Ⅱ在上滚珠槽Ⅱ与下滚珠槽Ⅱ之间内侧缺口处突出5-50丝。
作为本发明的进一步改进，所述固定盖由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳，挂耳上设有挂耳穿孔，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔。
作为本发明的进一步改进，所述中部承接管由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳，挂耳上设有挂耳穿孔，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔。
作为本发明的进一步改进，所述连接底座由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳，挂耳上设有挂耳穿孔，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔。
与现有技术相比，本发明通过将固定盖、中部承接管和连接底座都打开，将视频探测器置于连接底座的下方，然后将信号传输线置于穿线孔中，依次将连接底座、中部承接管和固定盖上两侧的挂耳采用螺栓通过挂耳穿孔并配合螺母固定连接；在连接底座和中部承接管接触处的圆柱状扩展槽内依次放置下滚珠轮Ⅱ、滚珠Ⅱ、上滚珠轮Ⅱ；在中部承接管和固定盖接触处的圆柱状扩展槽内依次放置下滚珠轮Ⅰ、滚珠Ⅰ、上滚珠轮Ⅰ；用螺栓依次穿过固定盖、中部承接管和连接底座上的连接通孔，将该装置固定连接为一个整体；通过固定法兰盘上的螺栓孔将该装置与球形阀的一端连接，球形阀的另一端固定连接位于钻井井口抽采三通管的上侧端口，在进行探测时，先将球形阀打开，下放视频探测器，对套管的变形情况进行探测，结束探测后将视频探测器提到球形阀以上，关闭球形阀，拆卸装置。本发明结构简单、方便拆卸和组装、操作方便，在不影响地面钻井抽采瓦斯的情况下，向地面钻井下视频探测器，既提高工作效率，又可实现钻井正常抽采过程中对钻井套管的视频探测，对钻井的抽采效果无任何不利影响。
附图说明
图1是本发明结构的立体分解图；
图2是图1组装后的剖视图；
图3是本发明中固定盖的一个柱状半圆弧结构示意图；
图4是本发明中中部承接管的一个柱状半圆弧结构示意图；
图5是本发明中第一滚轮装置的半面结构示意图；
图6是本发明中第二滚轮装置的半面结构示意图。
图中：1、固定盖，1.1、扩展槽Ⅰ，2、挂耳，3、中部承接管，3.1、扩展槽Ⅱ，3.2、扩展槽Ⅲ，4、挂耳穿孔，5、连接底座，5.1、扩展槽Ⅳ，6、连接通孔，7、下滚珠轮Ⅱ，7.1、下滚珠槽Ⅱ，8、上滚珠轮Ⅱ，8.1、上滚珠槽Ⅱ，9、滚珠Ⅱ，10、穿线孔，11、下滚珠轮Ⅰ，11.1、下滚珠槽Ⅰ，12、上滚珠轮Ⅰ，12.1、上滚珠槽Ⅰ，13、滚珠Ⅰ，14、固定法兰盘，14.1螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图6所示，一种用于钻井视频探测的井口密封装置，包括固定盖1、中部承接管3、连接底座5，所述固定盖1、中部承接管3、连接底座5均由两个柱状半圆弧组成；固定盖1的底端与中部承接管3的顶端连接，在所述固定盖1的底端内壁设置扩展槽Ⅰ1.1，中部承接管3的顶端内壁设置与扩展槽Ⅰ1.1内径大小相等的扩展槽Ⅱ3.1，扩展槽Ⅰ1.1与扩展槽Ⅱ3.1连接后组成一个圆柱形的结构，可以用来放置第一滚轮装置；中部承接管3的底端与连接底座5的顶端连接，在所述中部承接管3的底端内部设置扩展槽Ⅲ3.2，连接底座5的顶端内壁设置与扩展槽Ⅲ3.2内径大小相等的扩展槽Ⅳ5.1，扩展槽Ⅲ3.2与扩展槽Ⅳ5.1连接后组成一个圆柱形的结构，可以用来放置第二滚轮装置；在扩展槽Ⅰ1.1与扩展槽Ⅱ3.1之间设置第一滚轮装置，所述的第一滚轮装置由上滚珠轮Ⅰ12、滚珠Ⅰ13、下滚珠轮Ⅰ11构成，上滚珠轮Ⅰ12的下端内侧设有上滚珠槽Ⅰ12.1，下滚珠轮Ⅰ11的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅰ12.1内径大小相等的下滚珠槽Ⅰ11.1，所述的上滚珠槽Ⅰ12.1与下滚珠槽Ⅰ11.1相连接，滚珠Ⅰ13设置在上滚珠槽Ⅰ12.1与下滚珠槽Ⅰ11.1之间；在扩展槽Ⅲ3.2与扩展槽Ⅳ5.1之间设置第二滚轮装置，所述的第二滚轮装置由上滚珠轮Ⅱ8、滚珠Ⅱ9、下滚珠轮Ⅱ7构成，上滚珠轮Ⅱ8的下端内侧设有上滚珠槽Ⅱ8.1，下滚珠轮Ⅱ7的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅱ8.1内径大小相等的下滚珠槽Ⅱ7.1，所述的上滚珠槽Ⅱ8.1与下滚珠槽Ⅱ7.1相连接，滚珠Ⅱ9设置在上滚珠槽Ⅱ8.1与下滚珠槽Ⅱ7.1之间；所述的下滚珠轮Ⅱ7、上滚珠轮Ⅱ8、下滚珠轮Ⅰ11、上滚珠轮Ⅰ12均由两部分组成；在所述固定盖1、中部承接管3、连接底座5上均设置穿线孔10，穿线孔10的直径比信号传输线的直径大30-100丝，可以保证信号传输线顺利的通过穿线孔10；连接底座5通过固定法兰盘14上的螺栓孔14.1与球形阀通过螺栓固定连接，球形阀的另一端连接钻井井口抽采三通管的上侧端口。
优选的，滚珠Ⅰ13在上滚珠槽Ⅰ12.1与下滚珠槽Ⅰ11.1之间内侧缺口处突出5-50丝，使得通过穿线孔10向下下入信号传输线的时候，滚珠Ⅰ13能与信号传输线接触并产生轻微的挤压作用，减小信号传输线与穿线孔10内壁之间可能存在的空隙，减少漏风，增加密封程度；滚珠Ⅱ9在上滚珠槽Ⅱ8.1与下滚珠槽Ⅱ7.1之间内侧缺口处突出5-50丝，使得通过穿线孔10向下下入信号传输线的时候，滚珠Ⅱ9能与信号传输线接触，减小信号传输线与穿线孔10内壁之间可能存在的空隙，增加密封程度，减少漏风，本装置采用两次密封，可以进一步减少漏气。
由于穿线孔的直径太小，视频探测器无法顺利通过该穿线孔，本发明优选将固定盖1设置为由两个柱状半圆弧组成，方便在将视频探测器置于该装置下端后将信号传输线置入穿线孔10，在半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳2，挂耳2上设有挂耳穿孔4，方便将两个柱状半圆弧连接成一个完整的圆弧，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔6。
由于穿线孔的直径太小，视频探测器无法顺利通过该穿线孔，本发明优选将中部承接管3设置为由两个柱状半圆弧组成，方便在将视频探测器置于该装置下端后将信号传输线置入穿线孔10，在半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳2，挂耳2上设有挂耳穿孔4，方便将两个柱状半圆弧连接成一个完整的圆弧，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔6。
由于穿线孔的直径太小，视频探测器无法顺利通过该穿线孔，本发明优选将连接底座5设置为由两个柱状半圆弧组成，方便在将视频探测器置于该装置下端后将信号传输线置入穿线孔10，在半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳2，挂耳2上设有挂耳穿孔4，方便将两个柱状半圆弧连接成一个完整的圆弧，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔6。
本发明使用时，先将固定盖1、中部承接管3和连接底座5都打开，将视频探测器置于连接底座5的下方，然后将信号传输线置于穿线孔10中，依次将连接底座5、中部承接管3和固定盖1上两侧的挂耳2采用螺栓通过挂耳穿孔4并配合螺母固定连接；在连接底座5和中部承接管3接触处的圆柱状扩展槽内依次放置下滚珠轮Ⅱ7、滚珠Ⅱ9、上滚珠轮Ⅱ8；在中部承接管3和固定盖1接触处的圆柱状扩展槽内依次放置下滚珠轮Ⅰ11、滚珠Ⅰ13、上滚珠轮Ⅰ12；用螺栓依次穿过固定盖1、中部承接管3和连接底座5上的连接通孔6，将该装置固定连接为一个整体；通过固定法兰盘14上的螺栓孔14.1将该装置与球形阀的一端连接，球形阀的另一端连接钻井井口抽采三通管的上侧端口。进行探测时，先将球形阀打开，使抽采管路畅通，下放视频探测器电缆线，对需要探测的位置进行探测，结束探测后将视频探测器提到球形阀以上，关闭球形阀，拆卸装置。

Claims (5)

1.一种用于钻井视频探测的井口密封装置，其特征在于，包括固定盖(1)、中部承接管(3)、连接底座(5)，所述固定盖(1)、中部承接管(3)、连接底座(5)均由两部分组成，固定盖(1)的底端与中部承接管(3)的顶端连接，在所述固定盖(1)的底端内壁设置扩展槽Ⅰ(1.1)，中部承接管(3)的顶端内壁设置与扩展槽Ⅰ(1.1)内径大小相等的扩展槽Ⅱ(3.1)；中部承接管(3)的底端与连接底座(5)的顶端连接，在所述中部承接管(3)的底端内部设置扩展槽Ⅲ(3.2)，连接底座(5)的顶端内壁设置与扩展槽Ⅲ(3.2)内径大小相等的扩展槽Ⅳ(5.1)；在扩展槽Ⅰ(1.1)与扩展槽Ⅱ(3.1)之间设置第一滚轮装置，所述的第一滚轮装置由上滚珠轮Ⅰ(12)、滚珠Ⅰ(13)、下滚珠轮Ⅰ(11)构成，上滚珠轮Ⅰ(12)的下端内侧设有上滚珠槽Ⅰ(12.1)，下滚珠轮Ⅰ(11)的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅰ(12.1)内径大小相等的下滚珠槽Ⅰ(11.1)，所述的上滚珠槽Ⅰ(12.1)与下滚珠槽Ⅰ(11.1)相连接，滚珠Ⅰ(13)设置在上滚珠槽Ⅰ(12.1)与下滚珠槽Ⅰ(11.1)之间；在扩展槽Ⅲ(3.2)与扩展槽Ⅳ(5.1)之间设置第二滚轮装置，所述的第二滚轮装置由上滚珠轮Ⅱ(8)、滚珠Ⅱ(9)、下滚珠轮Ⅱ(7)构成，上滚珠轮Ⅱ(8)的下端内侧设有上滚珠槽Ⅱ(8.1)，下滚珠轮Ⅱ(7)的上端内侧设有与上滚珠槽Ⅱ(8.1)内径大小相等的下滚珠槽Ⅱ(7.1)，所述的上滚珠槽Ⅱ(8.1)与下滚珠槽Ⅱ(7.1)相连接，滚珠Ⅱ(9)设置在上滚珠槽Ⅱ(8.1)与下滚珠槽Ⅱ(7.1)之间；所述的下滚珠轮Ⅱ(7)、上滚珠轮Ⅱ(8)、下滚珠轮Ⅰ(11)、上滚珠轮Ⅰ(12)均由两部分组成；在所述固定盖(1)、中部承接管(3)、连接底座(5)、下滚珠轮Ⅱ(7)、上滚珠轮Ⅱ(8)、下滚珠轮Ⅰ(11)、上滚珠轮Ⅰ(12)上均设置穿线孔(10)，穿线孔(10)的直径比信号传输线的直径大30-100丝；连接底座(5)通过固定法兰盘(14)上的螺栓孔(14.1)与球形阀通过螺栓固定连接，球形阀的另一端连接钻井井口抽采三通管的上侧端口。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井视频探测的井口密封装置，其特征在于，滚珠Ⅰ(13)在上滚珠槽Ⅰ(12.1)与下滚珠槽Ⅰ(11.1)之间内侧缺口处突出5-50丝，滚珠Ⅱ(9)在上滚珠槽Ⅱ(8.1)与下滚珠槽Ⅱ(7.1)之间内侧缺口处突出5-50丝。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井视频探测的井口密封装置，其特征在于，所述固定盖(1)由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳(2)，挂耳(2)上设有挂耳穿孔(4)，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔(6)。
4.根据权利要求3所述的一种用于钻井视频探测的井口密封装置，其特征在于，所述中部承接管(3)由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳(2)，挂耳(2)上设有挂耳穿孔(4)，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔(6)。
5.根据权利要求4所述的一种用于钻井视频探测的井口密封装置，其特征在于，所述连接底座(5)由两个柱状半圆弧组成，半圆弧两端部分别垂直于圆弧面固定有挂耳(2)，挂耳(2)上设有挂耳穿孔(4)，两个柱状半圆弧上均设置有连接通孔(6)。
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