CN112096333A - 一种封井器上部台阶保护装置及快速判断磨损程度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种封井器上部台阶保护装置及快速判断磨损程度的方法，封井器上部台阶保护装置，包括封井器，还包括设在封井器上端的保护法兰，所述的保护法兰上分布有多个观察孔，所述的观察孔处为观察孔可封闭端；所述的保护法兰内径小于封井器内径，保护法兰内径大于井内使用或将要下入钻具的外径。所述的保护法兰的下部法兰与封井器上部法兰通过螺栓连接在一起。所述的保护法兰包括上部保护法兰和下部保护法兰。本发明解决了现有技术中钻井队在钻井施工中无法从外部判断井口封井器磨损情况，容易导致封井器磨损，进而导致封井器关井时发生设备故障的问题。该设计具有结构合理、简便可靠、节省人力、物资的特点，适用于钻井队使用。
Description
技术领域
本发明属于钻井工程机械管具技术领域，具体涉及一种封井器上部台阶保护装置及快速判断磨损程度的方法。
背景技术
钻井队施工中都需要在井口使用封井器。在钻井施工时，由于方钻杆等钻具旋转容易对安装在井口的封井器相互接触摩擦造成磨损，进而影响封井器的性能，严重时造成封井器损坏，造成事故。由于磨损是在设备内部进行，在施工时或者从现有设备外部发现不了，因此现场迫切需要一种方法或设备，在能预防封井器伤害性磨损时，还能做到提前发现。
发明内容
为了克服现有施工中钻井队无法准确井口封井器磨损情况，容易导致封井器磨损出现事故的问题，本发明提供一种封井器上部台阶保护装置及快速判断磨损程度的方法，本发明可以快速判断井口封井器磨损情况，本装置一体结构简单、不易破损且井内防掉落物性强、更换方便，增加了封井器及钻具的使用寿命。
本发明采用的技术方案为：
一种封井器上部台阶保护装置，包括封井器，还包括设在封井器上端的保护法兰，所述的保护法兰上分布有多个观察孔，所述的观察孔处为观察孔可封闭端；所述的保护法兰内径小于封井器内径，保护法兰内径大于井内使用或将要下入钻具的外径。
所述的保护法兰的下部法兰与封井器上部法兰通过螺栓连接在一起。
所述的保护法兰包括上部保护法兰和下部保护法兰，所述的上部保护法兰和下部保护法兰之间设有保护短节，所述的保护短节上分布有观察孔。
所述的观察孔通过观察孔可封闭端外端与外部连通，观察孔可封闭端内端与保护法兰和保护短节的内径均不连通。
所述的观察孔可封闭端通过螺杆将观察孔进行封闭。
所述的观察孔呈现均匀圆周等距状态布置。
一种快速判断封井器上部台阶磨损程度的方法，具体步骤为：
使用时将封井器上部台阶保护装置安装在封井器上，然后进行钻井施工；当方钻杆和封井器内壁接触摩擦时，首先磨损内径小的保护法兰，当观察孔封闭段刚磨损完毕时，在保护法兰外部就可以发现钻井液会从观察孔流出，通过观察观察孔中钻井液外溢状态，来判断封井器上部台阶保护装置的磨损程度，并根据结果进行选择更换封井器上部台阶保护装置。
通过观察观察孔中钻井液外溢状态，来判断保护装置磨损程度为：第一，未磨损到观察孔封闭段，钻井液未溢出，此时封井器处于保护状态；第二，逐渐磨穿观察孔封闭段，钻井液从观察孔通道部分溢出，则提醒需要更换封井器上部台阶保护装置；第三，彻底磨完观察孔封闭段，钻井液全观察孔通道溢出，则必须进行更换封井器上部台阶保护装置。
本发明的有益效果：
本发明在满足钻井生产情况下，能快速判断封井器磨损程度，使用方便，效率高，操作安全、简便工作原理先进简单，能减少工作量和失误。同时，可以有效的保护封井器和钻具，增大了二者的使用寿命。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2位本发明俯视剖面示意图。
图3为可移动观察孔封闭段示意图。
图4为原始状态观察孔示意图。
图5为部分磨损状态观察孔示意图(井液未从观察孔流出)。
图6为部分磨损状态观察孔示意图(钻井液从部分观察孔流出)。
图7为全磨损状态观察孔示意图。
图中，附图标记为：1、保护法兰；2、保护短节；3、观察孔；4、封井器；5、观察孔可封闭端；6、观察孔封闭段；7、可移动观察孔封闭段。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有施工中钻井队无法准确井口封井器磨损情况，容易导致封井器磨损出现事故的问题，本发明提供如图1-7所示的一种封井器上部台阶保护装置及快速判断磨损程度的方法，本发明可以快速判断井口封井器磨损情况，本装置一体结构简单、不易破损且井内防掉落物性强、更换方便，增加了封井器及钻具的使用寿命。
一种封井器上部台阶保护装置，包括封井器4，还包括设在封井器4上端的保护法兰1，所述的保护法兰1上分布有多个观察孔3，所述的观察孔3处为观察孔可封闭端5；所述的保护法兰1内径小于封井器4内径，保护法兰1内径大于井内使用或将要下入钻具的外径。
保护性磨损：本发明针对方钻杆这类钻具旋转对封井器4造成不可避免的磨损，提出优先磨损内径大于封井器上台阶的保护装置，解决保护封井器上台阶磨损问题。其中保护法兰1硬度低于旋转钻具，可保护旋转钻具；保护装置一体结构简单，不易破损，井内防掉落物性强。
如图1所示，本发明通过设置观察孔3，对观察孔3进行观察，当钻井液从观察孔3流出，则需要更换保护设备(封井器上部台阶保护装置)。
外置式排查：本发明针对磨损程度，提出通过观察观察孔3钻井液外溢情况，解决了当封井器上部台阶保护装置报损到一定程度时，无需拆下设备检查就知道需要更换，减少工作量。其中观察孔3可以封闭，方便生产使用。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的保护法兰1的下部法兰与封井器4上部法兰通过螺栓连接在一起。
优选的，所述的保护法兰1包括上部保护法兰和下部保护法兰，所述的上部保护法兰和下部保护法兰之间设有保护短节2，所述的保护短节2上分布有观察孔3。
优选的，所述的观察孔3通过观察孔可封闭端5外端与外部连通，观察孔可封闭端5内端与保护法兰1和保护短节2的内径均不连通。
优选的，所述的观察孔可封闭端5通过螺杆将观察孔3进行封闭。
优选的，所述的观察孔3呈现均匀圆周等距状态布置。
一种快速判断封井器上部台阶磨损程度的方法，具体步骤为：
使用时将封井器上部台阶保护装置安装在封井器4上，然后进行钻井施工；当方钻杆和封井器4内壁接触摩擦时，首先磨损内径小的保护法兰1，当观察孔封闭段6刚磨损完毕时，在保护法兰1外部就可以发现钻井液会从观察孔3流出，通过观察观察孔3中钻井液外溢状态，来判断封井器上部台阶保护装置的磨损程度，并根据结果进行选择更换封井器上部台阶保护装置。
优选的，通过观察观察孔3中钻井液外溢状态，来判断保护装置磨损程度为：第一，未磨损到观察孔封闭段6，钻井液未溢出，此时封井器4处于保护状态；第二，逐渐磨穿观察孔封闭段6，钻井液从观察孔3通道部分溢出，则提醒需要更换封井器上部台阶保护装置；第三，彻底磨完观察孔封闭段6，钻井液全观察孔3通道溢出，则必须进行更换封井器上部台阶保护装置。
如图1所示，本装置由保护法兰1和保护短节2以及本体上的观察孔3一体构成，保护法兰1和保护短节2内径一致，通过螺栓安装在封井器4上部。特殊情况下，如安装位置受限，可不使用保护短节2，只使用保护法兰3。
如图1所示，观察孔3在保护法兰1和保护短节2上呈圆周均匀分布，以确保同一圆周各向条件一致；每口井使用完再次安装时，可以相对上次安装位置旋转一个螺孔位置安装，更有利于保护设备使用。
如图2所示，观察孔3是由保护装置外部向内钻孔而成，靠近内径处留有观察孔封闭段6；观察孔3外部的观察孔可封闭端5车有螺丝扣，需要时，采用螺杆进行封闭，防止钻井液溢出。观察孔3设置必须避开法兰盘螺栓孔。观察孔3可不为圆孔。
如图2所示，封井器4内径大于保护法兰1内径+观察孔封闭段6，确保磨损发生时首先磨损保护法兰1内径。如图2所示，R1为保护法兰1的内径，R2为封井器4的内径，R3为保护法兰1的内径+观察孔封闭段6厚度，R4为保护法兰1的外径。
如图3所示，工装生产中，可以首先造出连通内径的观察孔3，然后使用合适大小和材质对观察孔3靠近内径处进行封闭，即使用可移动观察孔封闭段7，可移动观察孔封闭段7必须与观察孔3连接紧密牢靠密封。
如图4-7所示，通过观察观察孔3中钻井液外溢状态，可以用来判断保护装置磨损程度。图4为原始状态：观察孔封闭段6未磨损，钻井液未从观察孔3流出，图5为部分磨损：观察孔封闭段6部分磨损，钻井液未从观察孔3流出。图6为部分磨损：观察孔封闭段6部分磨损，钻井液从部分观察孔3流出，图7全磨损：观察孔封闭段6全磨损，钻井液观察孔3满孔流出。
本发明在使用时将保护装置安装在封井器4上，然后进行钻井施工。当方钻杆和封井器4内壁接触摩擦时，首先磨损内径小的保护法兰1，当观察孔封闭段6刚磨损完毕时(此时还未磨损至封井器上法兰盘)，在保护装置外部就可以发现钻井液会从观察孔3流出，需要更换保护设备。本发明提供的保护装置可以采用一体化设计，便于安装，安装受限时也可以不使用保护短节2，只使用保护法兰1。本装置中保护法兰1依照封井器4法兰尺寸标准制作，材料硬度要小于方钻杆类井下钻具，满足不易变形和磨损。本装置中观察孔3流出钻井液液体时，即表明磨损到了一定程度，应及时安排更换保护装置。本装置中观察孔3流出钻井液液体未达到满孔流出时，表明磨损未达不可接受程度，如有生产急需继续进行，可封闭观察孔外端(观察孔可封闭端5)，阻止钻井液继续流出，但是不可长时间进行，以免磨损封井器。
本发明使用方便，效率高，在满足现场生产情况下，劳动强度低，操作安全、简便工作原理先进简单，减少工作量和失误。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的装置结构及方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (8)
1.一种封井器上部台阶保护装置，包括封井器(4)，其特征在于：还包括设在封井器(4)上端的保护法兰(1)，所述的保护法兰(1)上分布有多个观察孔(3)，所述的观察孔(3)处为观察孔可封闭端(5)；所述的保护法兰(1)内径小于封井器(4)内径，保护法兰(1)内径大于井内使用或将要下入钻具的外径。
2.根据权利要求1所述的一种封井器上部台阶保护装置，其特征在于：所述的保护法兰(1)的下部法兰与封井器(4)上部法兰通过螺栓连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种封井器上部台阶保护装置，其特征在于：所述的保护法兰(1)包括上部保护法兰和下部保护法兰，所述的上部保护法兰和下部保护法兰之间设有保护短节(2)，所述的保护短节(2)上分布有观察孔(3)。
4.根据权利要求1或3所述的一种封井器上部台阶保护装置，其特征在于：所述的观察孔(3)通过观察孔可封闭端(5)外端与外部连通，观察孔可封闭端(5)内端与保护法兰(1)和保护短节(2)的内径均不连通。
5.根据权利要求1所述的一种封井器上部台阶保护装置，其特征在于：所述的观察孔可封闭端(5)通过螺杆将观察孔(3)进行封闭。
6.根据权利要求1所述的一种封井器上部台阶保护装置，其特征在于：所述的观察孔(3)呈现均匀圆周等距状态布置。
7.一种快速判断封井器上部台阶磨损程度的方法，其特征在于：具体步骤为：
使用时将封井器上部台阶保护装置安装在封井器(4)上，然后进行钻井施工；当方钻杆和封井器(4)内壁接触摩擦时，首先磨损内径小的保护法兰(1)，当观察孔封闭段(6)刚磨损完毕时，在保护法兰(1)外部就可以发现钻井液会从观察孔(3)流出，通过观察观察孔(3)中钻井液外溢状态，来判断封井器上部台阶保护装置的磨损程度，并根据结果进行选择更换封井器上部台阶保护装置。
8.根据权利要求7所述的一种快速判断封井器上部台阶磨损程度的方法，其特征在于：通过观察观察孔(3)中钻井液外溢状态，来判断保护装置磨损程度为：第一，未磨损到观察孔封闭段(6)，钻井液未溢出，此时封井器(4)处于保护状态；第二，逐渐磨穿观察孔封闭段(6)，钻井液从观察孔(3)通道部分溢出，则提醒需要更换封井器上部台阶保护装置；第三，彻底磨完观察孔封闭段(6)，钻井液全观察孔(3)通道溢出，则必须进行更换封井器上部台阶保护装置。
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