CN108457617A - 一种油田固井用旋转水泥头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田固井用旋转水泥头，包括主体、转体、水泥塞阀和落球开关，转体与主体密封连接，并且转体进行自转，主体上设置有接口，并且转体与主体之间具有从接口流入转体内的流道；转体内设置主管和副管，主管与副管连通，副管与流道连通；水泥塞阀设置在转体上，并且分别与主管和副管连接，当主管断开时，副管与主管设置有水泥塞阀的下段连接，当主管接通，副管与主管断开；落球开关设置在转体上，将密封球送入主管内。转体与主体采用轴承和高压V型密封组件连接，可是同时实现密封和旋转功能，大大降低了在油井上的安装难度。转体上双孔双阀设计可以在使用时同时装入两个水泥塞，提高可靠性，提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及油田固井设备领域，特别涉及一种油田固井用旋转水泥头。
背景技术
水泥头是石油固井专用工具，固井时通过联顶节与套管串或钻杆相连接，用于输送固井流体到井下预定位置。水泥头作为连接井下与地面设备的枢纽，是固井施工中不可或缺的关键性设备。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种油田固井用旋转水泥头，包括主体、转体、水泥塞阀和落球开关，所述转体与所述主体密封连接，并且所述转体进行自转，所述主体上设置有接口，并且所述转体与所述主体之间具有从所述接口流入所述转体内的流道；
所述转体内设置主管和副管，所述主管与所述副管连通，所述副管与所述流道连通；
所述水泥塞阀设置在所述转体上，并且分别与所述主管和所述副管连接，当所述主管断开时，所述副管与所述主管设置有所述水泥塞阀的下段连接，当所述主管接通，所述副管与所述主管断开；
所述落球开关设置在所述转体上，将所述密封球送入所述主管内。
进一步地，所述转体与所述主体之间设置有轴承和V型密封件。
进一步地，所述水泥塞阀设置有两个，串联设置在所述转体上。
进一步地，所述落球开关包括螺旋推动块、旋转轴、挡板和外壳，所述外壳固定在所述转体上，所述螺旋推动块设置在所述外壳内，所述螺旋推动块为圆柱形，并且设置有旋转向下的导轨，所述螺旋推动块与所述外壳之间具有容纳密封球的空腔，所述旋转轴驱动所述螺旋推动块与所述挡板同步转动，所述挡板与所述螺旋推动块之间露出允许密封球通过的间隙。
进一步地，还包括指示装置，所述指示装置包括传动轴、指示针和驱动针，所述转动轴穿过所述主管，所述驱动针设置在所述主管内，并且与所述传动轴固定连接，所述指示针设置在所述转体外，并且与所述传动轴固定连接。
进一步地，所述主体和转体采用AISI P110材料制成。
进一步地，所述接口采用由壬法兰。
本发明取得的有益效果：
(1)转体与主体采用轴承和高压V型密封组件连接，可是同时实现密封和旋转功能，大大降低了在油井上的安装难度。
(2)密封球放置体采用螺旋推动结构，结构简单且容易操作，减少了零件数量，降低了拆卸难度，方便重装密封球。
(3)转体上双孔双阀设计可以在使用时同时装入两个水泥塞，提高可靠性，提高效率。
(4)转体下端安装一个指示装置，当密封球或者水泥塞发射成功时，指针会有明显转动，方便观察。
(5)主体2和转体1采用AISI P110材料制成，最高可承受15,000Psi(104Mpa)内部压力，保障操作人员的安全。
附图说明
图1为本发明一种油田固井用旋转结构的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为转体部分结构示意图；
图4为水泥塞阀部分结构示意图；
图5为落球开关结构示意图；
图6为密封球未发射时的状态图；
图7为螺旋推动块的结构示意图；
图8为密封球发射时的状态图；
图9为指示装置结构示意图；
附图标记如下：
1、转体，2、主体，3、水泥塞阀，4、落球开关，5、指示装置，6、密封球，11、主管，12、副管，13、水泥塞，14、轴承，15、V型密封件，21、接口，22、流道，41、螺旋推动块，42、旋转轴，43、外壳，411、导轨，51、传动轴，52、指示针，53、驱动针。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种油田固井用旋转水泥头，如图1-2所示，包括主体2、转体1、水泥塞阀3和落球开关4，转体1与主体2密封连接，通过将驱动器与转体1连接，驱动转体1在主体2内进行自转，驱动器可以是电机等动力装置。主体2上设置有接口21，该接口21可以是由壬法兰，能够快速的与水泥管对接，转体1与主体2之间具有环形的流道22，并且该流道与接口21连通，使流体从接口21处流入流道22内；
如图3所示，转体1内设置主管11和副管12，主管11与副管12连通，副管12与流道22连通，使流体能够从副管12流入主管11内；
如图4所示，水泥塞阀3设置在转体1上，并且分别与主管11和副管12连接，当主管11被水泥塞阀3断开时，副管12与主管11设置有水泥塞阀3的下段连通，流体从副管12内流入水泥塞阀3下段的主管11内；当主管11接通，副管12与主管11断开，此时，流体在副管12内溢出，从主管11与副管12上部连接口流入主管11内；在使用时，主管11内放置水泥塞13，首先将主管11断开，使水泥塞13受到水泥塞阀3的阻挡，流体从堵管12进入主管11的下段，而后旋转水泥塞阀3，使主管11接通，副管12与主管11断开，流体从主管11的上部进入，水泥塞13顺着主管11下落，上部流入的流体给予水泥塞13一个推力，增加水泥塞13的下落速度。优选的，水泥塞阀3设置有两个，串联设置在转体1上。此时，能够一次性放置两个水泥塞13，当一个水泥塞13堵塞失败后，再次释放水泥塞13进行二次堵塞，节约了时间，提高了效率。
落球开关4设置在转体1上，用于将密封球6送入主管11内。
在一实施例中，转体1与主体2之间设置有轴承14和V型密封件15，轴承14保证转体1在主体2中能够顺畅的转动；V型密封件防止转体1在转动过程中，流道22内的流体从转体1与主体2之间的缝隙溢出。
在一实施例中，如图5-8所示，落球开关4包括螺旋推动块41、旋转轴42、外壳43和挡板44，外壳43固定在转体1上，螺旋推动块41设置在外壳43内，螺旋推动块41为圆柱形，并且设置有旋转向下的导轨411，螺旋推动块41与外壳43之间具有容纳密封球6的空腔，旋转轴42驱动螺旋推动块41和挡板44同步转动，挡板44设置在螺旋推动块41的端部，并且与螺旋推动块之间露出允许密封球6通过的间隙。密封球6放置在空腔内，并且该间隙设置在靠近螺旋推动块41的端部处。密封球6在空腔内，被挡板44进行阻挡，不会落入主管11内；当需要将密封球6放置入主管11内，仅需要转动旋转轴，使螺旋推动块41和挡板44转动，在转动过程中，密封球6由于自身重量，始终处于空腔的最底部；另外收到导轨411的推挤，推动密封球6轴向运动，到达如图8位置，密封球6从间隙中移出，完成推球动作。
在一实施例中，如图9所示，还包括指示装置5，指示装置5包括传动轴51、指示针52和驱动针53，转动轴51穿过主管11，能够绕主管11旋转，驱动针53设置在主管11内，并且与传动轴51固定连接，指示针52设置在转体1外，并且与传动轴52固定连接。在使用时，驱动针53沿主管11径向设置，因此，当密封球6从主管11内落下，撞击驱动针53，驱动针53带动传动轴51旋转90°，同时传动轴51带动指示针52转动90°，方便工人观察，能够准确的确认密封球6是否发射成功。
在一实施例中，主体2和转体1采用AISI P110材料制成。
本发明在使用时，参照图1-9所示，首先主体2固定不动，将水泥塞放入主管11内，两个水泥塞阀3将主管11断开，转体1与驱动器连接，下端与套管连接，驱动器驱动转体1进行自转，从而带动套管转动。而后，旋转螺旋推动块41，密封球6从间隙进入主管11，顺着主管11落入套管内。水泥管将流体从接口21经过流道22流入副管12，而后副管12将流体传送入主管11设置有水泥塞阀3下段，当压力增加到一定时，套管内被撑开，此时，密封球6被损坏，而后转动水泥塞阀3，将水泥塞13释放，送入套管内，同时送入水泥，等待其冷却即可。当水泥塞13堵塞失败，打开另一个水泥塞阀3，再一次发射水泥塞13。
本发明取得的有益效果：
(1)转体与主体采用轴承和高压V型密封组件连接，可是同时实现密封和旋转功能，大大降低了在油井上的安装难度。
(2)密封球6放置体采用螺旋推动结构，结构简单且容易操作，减少了零件数量，降低了拆卸难度，方便重装密封球6。
(3)转体上双孔双阀设计可以在使用时同时装入两个水泥塞，提高可靠性，提高效率。
(4)转体下端安装一个指示装置，当密封球6或者水泥塞发射成功时，指针会有明显转动，方便观察。
(5)主体2和转体1采用AISI P110材料制成，最高可承受15,000Psi(104Mpa)内部压力，保障操作人员的安全。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (7)
1.一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，包括主体、转体、水泥塞阀和落球开关，所述转体与所述主体密封连接，并且所述转体进行自转，所述主体上设置有接口，并且所述转体与所述主体之间具有从所述接口流入所述转体内的流道；
所述转体内设置主管和副管，所述主管与所述副管连通，所述副管与所述流道连通；
所述水泥塞阀设置在所述转体上，并且分别与所述主管和所述副管连接，当所述主管断开时，所述副管与所述主管设置有所述水泥塞阀的下段连接，当所述主管接通，所述副管与所述主管断开；
所述落球开关设置在所述转体上，将所述密封球送入所述主管内。
2.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，所述转体与所述主体之间设置有轴承和V型密封件。
3.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，所述水泥塞阀设置有两个，串联设置在所述转体上。
4.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，所述落球开关包括螺旋推动块、旋转轴、挡板和外壳，所述外壳固定在所述转体上，所述螺旋推动块设置在所述外壳内，所述螺旋推动块为圆柱形，并且设置有旋转向下的导轨，所述螺旋推动块与所述外壳之间具有容纳密封球的空腔，所述旋转轴驱动所述螺旋推动块与所述挡板同步转动，所述挡板与所述螺旋推动块之间露出允许密封球通过的间隙。
5.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，还包括指示装置，所述指示装置包括传动轴、指示针和驱动针，所述转动轴穿过所述主管，所述驱动针设置在所述主管内，并且与所述传动轴固定连接，所述指示针设置在所述转体外，并且与所述传动轴固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，所述主体和转体采用AISI P110材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种油田固井用旋转水泥头，其特征在于，所述接口采用由壬法兰。
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