CN112065316A - 气体钻井专用井口密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体钻井专用井口密封装置，包括上法兰、胶芯、下法兰、套管；所述胶芯固定安装在所述上法兰和下法兰之间，所述套管位于所述下法兰底部，且其一端与所述下法兰底面密封固定连接；所述胶芯的中部设有圆形孔眼，且所述胶芯外壁上一体成型设有台肩，所述胶芯通过所述台肩被固定在所述上法兰和下法兰之间；所述台肩下部的胶芯外壁形成与所述下法兰内侧壁匹配的锥形结构。本发明结构简单，占地面积小，拆卸安装方便，能有效防止气体和泥浆窜到钻井平台上，维持钻井平台清洁。

Description

气体钻井专用井口密封装置

技术领域

本发明属于石油天然气行业钻井工程技术领域，尤其涉及气体钻井专用井口密封装置。

背景技术

以气体为循环介质的欠平衡钻井技术与常规钻井液钻井技术相比，具有钻井速度快、地层伤害小、易发现储层等特点，其设备也有所不同。常规钻井中的钻井液从环空返出后通过高架管依靠重力进入到泥浆罐顶部的固控系统，而气体、充气和雾化等欠平衡钻井为控制井眼环空返出的气固液等物质，井口需要安装特别的井口密封装置，一般为旋转控制头或旋转控制器，以防环空返出物喷溅到钻井平台造成人员伤害和材料损失。目前，旋转控制头需要安装壳体、旋转轴承、液压控制柜和冷却润滑系统，设备庞大、结构复杂，轴承磨损大，对安装井场要求高，导致服务费用高，不能满足现有节能降耗、降低钻井成本的生产要求。

因此，基于这些问题，提供一种占地面积小、结构简单、性能可靠的气体钻井专用井口密封装置，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种占地面积小、结构简单、性能可靠的气体钻井专用井口密封装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

气体钻井专用井口密封装置，包括上法兰、胶芯、下法兰、套管；所述胶芯固定安装在所述上法兰和下法兰之间，所述套管位于所述下法兰底部，且其一端与所述下法兰底面密封固定连接；

所述胶芯的中部设有圆形孔眼，且所述胶芯外壁上一体成型设有台肩，所述胶芯通过所述台肩被固定在所述上法兰和下法兰之间；所述台肩下部的胶芯外壁形成与所述下法兰内侧壁匹配的锥形结构。

进一步的，所述下法兰与套管之间设置密封垫。

进一步的，所述胶芯的圆形孔眼侧壁两端形成向外的倒角。

进一步的，所述上法兰为两半或多半拼接结构。

进一步的，所述上法兰、胶芯、下法兰之间通过若干螺柱螺母进行固定，且螺柱螺母在所述上法兰、胶芯、下法兰上均与分布。

进一步的，所述下法兰底部沿周向设有若干铰座，所述套管外壁沿周向设有若干吊耳，所述铰座与吊耳匹配，对下法兰与套管进行固定。

本发明的优点和积极效果是：

本发明结构简单，不需要常规旋转控制头中使用的壳体、旋转轴承、液缸以及配套的液压控制柜和冷却润滑系统，因此占地面积小，拆卸安装方便，同时又能有效防止气体和泥浆窜到钻井平台上，维持钻井平台清洁。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例中提供的气体钻井专用井口密封装置的结构剖面图；

图2为本发明实施例中提供的气体钻井专用井口密封装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的气体钻井专用井口密封装置的套管的结构示意图；

图4为本发明实施例中提供的气体钻井专用井口密封装置的下法兰的结构示意图；

图5为本发明实施例中提供的气体钻井专用井口密封装置的胶芯的结构示意图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1-5来具体说明本发明。

本实施例提供的气体钻井专用井口密封装置，包括上法兰1、胶芯2、下法兰3、套管8；所述胶芯2固定安装在所述上法兰1和下法兰3之间，所述套管8位于所述下法兰3底部，且其一端与所述下法兰3底面密封固定连接；

所述胶芯2的中部设有圆形孔眼，且所述胶芯2外壁上一体成型设有台肩，所述胶芯2通过所述台肩被固定在所述上法兰1和下法兰3之间；所述台肩下部的胶芯2外壁形成与所述下法兰3内侧壁匹配的锥形结构，在钻具过盈穿入胶芯2的中心孔眼时，下法兰内侧壁对胶芯锥面根部施加一个外部箍紧力，防止胶芯径向过度膨胀的同时，又能促使胶芯向内抱紧钻具，加强旋转钻具与胶芯的动密封。

为了增加下法兰3与套管8之间的密封性，可以考虑，所述下法兰3与套管8之间设置密封垫7。

所述胶芯2的圆形孔眼侧壁两端形成向外的倒角，起到引导钻杆过盈通过胶芯的作用。

所述上法兰1为两半或多半拼接结构，可以更好的实现维修、拆卸。

所述上法兰1、胶芯2、下法兰3之间通过若干螺柱6螺母进行固定，且螺柱6螺母在所述上法兰1、胶芯2、下法兰3上均与分布。

所述下法兰3底部沿周向设有若干铰座4，所述套管8外壁沿周向设有若干吊耳9，所述铰座4与吊耳9匹配，对下法兰3与套管8进行固定；具体的，下法兰3底部沿周向布置有若干铰座4，铰座4中间有孔，相应的，套管8上部外壁沿周向布置若干吊耳9，吊耳9中间有孔，下法兰3上的铰座孔与套管8上吊耳孔对齐，且穿有销轴5固定。

作为举例，在本实施例中，安装井口密封装置时，通过吊装吊耳9将套管8坐在井口，将下法兰3安装在套管8上，并采用销轴5将两者固定；将胶芯2穿在钻杆上，然后通过钻杆将胶芯2安装在下法兰3上，将上法兰1拼装在胶芯2上，并采用螺柱6螺母固定；开展气体、充气和雾化等欠平衡钻井作业时，胶芯2通过与钻杆的过盈装配抱紧钻杆和钻杆接头，封闭钻杆与井眼的环形空间，使钻井返出的气液固流体转向通过排砂管线进入泥浆罐顶部的固控系统；

当更换胶芯2时，拆除螺柱6螺母，通过提升钻杆将胶芯2取出，然后更换新的胶芯2后，重新安装即可恢复生产。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：包括上法兰(1)、胶芯(2)、下法兰(3)、套管(8)；所述胶芯(2)固定安装在所述上法兰(1)和下法兰(3)之间，所述套管(8)位于所述下法兰(3)底部，且其一端与所述下法兰(3)底面密封固定连接；

所述胶芯(2)的中部设有圆形孔眼，且所述胶芯(2)外壁上一体成型设有台肩，所述胶芯(2)通过所述台肩被固定在所述上法兰(1)和下法兰(3)之间；所述台肩下部的胶芯(2)外壁形成与所述下法兰(3)内侧壁匹配的锥形结构。

2.根据权利要求1所述的气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：所述下法兰(3)与套管(8)之间设置密封垫(7)。

3.根据权利要求1所述的气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：所述胶芯(2)的圆形孔眼侧壁两端形成向外的倒角。

4.根据权利要求1所述的气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：所述上法兰(1)为两半或多半拼接结构。

5.根据权利要求1所述的气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：所述上法兰(1)、胶芯(2)、下法兰(3)之间通过若干螺柱螺母进行固定，且螺柱螺母在所述上法兰(1)、胶芯(2)、下法兰(3)上均与分布。

6.根据权利要求1所述的气体钻井专用井口密封装置，其特征在于：所述下法兰(3)底部沿周向设有若干铰座(4)，所述套管(8)外壁沿周向设有若干吊耳(9)，所述铰座(4)与吊耳(9)匹配，对下法兰(3)与套管(8)进行固定。

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