CN112253033A - 组合式大通径旋转控制头旋转总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探开发技术领域，是一种组合式大通径旋转控制头旋转总成，包括驱动器套、芯轴、上动密封套、下动密封套、下胶芯安装座、外壳和下胶芯，下胶芯上端与内侧固定有第一连接内环台的下胶芯安装座下端密封固定安装在一起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置第一连接外环台，能够使驱动器套和芯轴以及上动密封套固定安装在一起，有效的降低了本发明的高度，能够在安装净空受限，如安装净空不足1.8m时的作业现场中配合低底座钻机，完成井口密封，保障油气井安全钻井，提升涉及旋转控制头的欠平衡、控压钻井技术以及旋转控制头技术服务的应用空间，具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

组合式大通径旋转控制头旋转总成

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，是一种组合式大通径旋转控制头旋转总成。

背景技术

旋转控制头旋转总成装置是提供欠平衡、控压钻井及旋转头单项服务，井口密封，保障油气井安全钻井的装置。目前所使用的旋转控制头旋转总成由于结构限制其中心轴通径较小，通过钻具外径尺寸限制，且现场使用双胶芯旋转总成的旋转控制头高度达到1.75m,所需安装净空为1.8m。当安装净空不满足1.8m时或钻具外径尺寸大于178mm，使得涉及旋转控制头的欠平衡、控压钻井等技术应用受限。需单独设计加工单胶芯旋转总成旋转控制头以满足安装净空受限的难题。既增加成本，又不便于管理。

发明内容

本发明提供了一种组合式大通径旋转控制头旋转总成，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有旋转控制头旋转总成存在的旋转控制头受安装净空限制以及大尺寸钻具无法使用的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种组合式大通径旋转控制头旋转总成，包括驱动器套、芯轴、上动密封套、下动密封套、下胶芯安装座、外壳和下胶芯，下胶芯上端与内侧固定有第一连接内环台的下胶芯安装座下端密封固定安装在一起，下胶芯安装座上端内侧同轴套装有下端内侧固定有第二连接内环台的下动密封套，下动密封套内同轴套装有上端位于其上方的芯轴，芯轴下端、第二连接内环台和第一连接内环台自上而下依次固定安装在一起，芯轴上端外侧同轴套装有上动密封套，上动密封套上端内侧固定有与芯轴上端固定安装在一起的第三连接内环台，上动密封套上端外侧固定有第一连接外环台，上动密封套上侧设有下端外侧固定有第二连接外环台的驱动器套，第二连接外环台和第一连接外环台密封固定安装在一起，芯轴外侧套装有外壳，外壳内侧与芯轴外侧之间密封安装有位于上动密封套和下动密封套之间的轴承组件。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述第一连接内环台的内径、第二连接内环台的内径、第三连接内环台的内径、芯轴的内径以及驱动器套的内径均可相同，芯轴的内径介于196mm至198mm之间。

上述第一连接外环台上端可沿圆周间隔均布有若干个第一连接螺孔，对应每个第一连接螺孔位置的第二连接外环台上均设有上下贯通的第一连接通孔，第一连接外环台和第二连接外环台通过螺杆端穿过第一连接通孔后螺接于对应位置的第一连接螺孔内的第一连接螺栓固定安装在一起，第一连接外环台上端设有开口向上的密封环槽，密封环槽内安装有第一密封件，芯轴上端沿圆周间隔均布有若干个第二连接螺孔，对应每个第二连接螺孔位置的第三连接内环台上均设有上下贯通的第二连接通孔，第三连接内环台和芯轴上端通过螺杆端穿过第二连接通孔后螺接于对应位置的第二连接螺孔内的第二连接螺栓固定安装在一起。

上述芯轴下端可沿圆周间隔均布有若干个第三连接螺孔，对应每个第三连接螺孔位置的第二连接内环台上端均设有上下贯通的第三连接通孔，对应每个第三连接螺孔位置的第一连接内环台上端均设有上下贯通的第四连接通孔，芯轴、第二连接内环台以及第一连接内环台通过螺杆端由下至上依次穿过第四连接通孔和对应位置的第三连接通孔后并螺接于对应的第三连接螺孔内的第三连接螺栓固定安装在一起。

上述上动密封套的下部外侧可与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面均呈T型的上油封套和上挡套，上油封套的横向段与上挡套的上端固定安装在一起，上挡套的横向段与外壳的上端固定安装在一起，对应上动密封套下端外侧与外壳上部内侧之间位置的上挡套下端固定安装有上限位套，对应上限位套与上油封套之间位置的上动密封套外侧和上挡套内侧之间封安装有第二密封件，下动密封套上部外侧套装有与外壳下端固定安装在一起的下挡套，下动密封套下部外侧与下挡套下端内侧之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套下端固定安装在一起，下动密封套上部外侧套装有与下挡套上端固定安装在一起的下限位套，对应下限位套与下油封套之间位置的下动密封套外侧和下挡套内侧之间安装有第三密封件，轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装于上动密封套下端与下动密封套上端之间的芯轴外侧与外壳内侧之间。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置第一连接外环台，能够使驱动器套和芯轴以及上动密封套固定安装在一起，有效的降低了本发明的高度，能够在安装净空受限，如安装净空不足1.8m时的作业现场中配合低底座钻机，完成井口密封，保障油气井安全钻井，提升涉及旋转控制头的欠平衡、控压钻井技术以及旋转控制头技术服务的应用空间，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本发明的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为驱动器套，2为芯轴，3为上动密封套，4为下动密封套，5为下胶芯安装座，6为下胶芯，7为第一连接内环台，8为第二连接内环台，9为第三连接内环台，10为第一连接外环台，11为第二连接外环台，12为外壳，13为上油封套，14为上挡套，15为上限位套，16为下限位套，17为下挡套，18为下油封套，19为第一密封件，20为第二密封件，21为第三密封件，22为第一轴承，23为第二轴承，24为第三轴承，25为第四轴承，26为第五轴承，27为第一连接螺孔，28为第二连接螺孔，29为第三连接螺孔，30为第一连接通孔，31为第二连接通孔，32为第三连接通孔，33为第四连接通孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该组合式大通径旋转控制头旋转总成包括驱动器套1、芯轴2、上动密封套3、下动密封套4、下胶芯安装座5、外壳12和下胶芯6，下胶芯6上端与内侧固定有第一连接内环台7的下胶芯安装座5下端密封固定安装在一起，下胶芯安装座5上端内侧同轴套装有下端内侧固定有第二连接内环台8的下动密封套4，下动密封套4内同轴套装有上端位于其上方的芯轴2，芯轴2下端、第二连接内环台8和第一连接内环台7自上而下依次固定安装在一起，芯轴2上端外侧同轴套装有上动密封套3，上动密封套3上端内侧固定有与芯轴2上端固定安装在一起的第三连接内环台9，上动密封套3上端外侧固定有第一连接外环台10，上动密封套3上侧设有下端外侧固定有第二连接外环台11的驱动器套1，第二连接外环台11和第一连接外环台10密封固定安装在一起，芯轴2外侧套装有外壳12，外壳12内侧与芯轴2外侧之间密封安装有位于上动密封套3和下动密封套4之间的轴承组件。

在使用过程中，通过设置第一连接外环台10，能够使驱动器套1和芯轴2以及上动密封套3固定安装在一起，有效的降低了本发明的高度，能够在安装净空受限，如安装净空不足1.8m时的作业现场中配合低底座钻机，完成井口密封，保障油气井安全钻井，提升涉及旋转控制头的欠平衡、控压钻井技术以及旋转控制头技术服务的应用空间，能够与公开号为：CN209494545U、名称为：易拆装旋转防喷器旋转总成配合使用，无需因满足安装净空受限单独设计加工旋转总成旋转控制头的难题，既降低成本，又便于管理。本发明结构合理而紧凑，使用方便，具有安全、省力、简便、高效的特点。

可根据实际需要，对上述组合式大通径旋转控制头旋转总成作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，第一连接内环台7的内径、第二连接内环台8的内径、第三连接内环台9的内径、芯轴2的内径以及驱动器套1的内径均相同，芯轴2的内径介于196mm至198mm之间。

在使用过程中，通过这样的设置，既能保证芯轴2的强度，还能够保证直径为149mm钻杆的直径为184m钻杆接箍通过，有效拓宽旋转总成适用钻具尺寸范围。

如附图1所示，第一连接外环台10上端沿圆周间隔均布有若干个第一连接螺孔27，对应每个第一连接螺孔27位置的第二连接外环台11上均设有上下贯通的第一连接通孔30，第一连接外环台10和第二连接外环台11通过螺杆端穿过第一连接通孔30后螺接于对应位置的第一连接螺孔27内的第一连接螺栓固定安装在一起，第一连接外环台10上端设有开口向上的密封环槽，密封环槽内安装有第一密封件19，芯轴2上端沿圆周间隔均布有若干个第二连接螺孔28，对应每个第二连接螺孔28位置的第三连接内环台9上均设有上下贯通的第二连接通孔31，第三连接内环台9和芯轴2上端通过螺杆端穿过第二连接通孔31后螺接于对应位置的第二连接螺孔28内的第二连接螺栓固定安装在一起。

根据需求，第一连接螺栓和第二连接螺栓均为现有公知技术，如内六角螺栓，第一密封件19可为现有公知技术，如密封圈。在使用过程中，便于将驱动器套1和上动密封套3固定安装在一起，通过设置第一密封件19，能够增强驱动器套1和上动密封套3之间的密封性，通过设置第二连接螺栓，能够将上动密封套3和芯轴2固定安装在一起，拆装方便，也便于后期的维护。

如附图1所示，芯轴2下端沿圆周间隔均布有若干个第三连接螺孔29，对应每个第三连接螺孔29位置的第二连接内环台8上端均设有上下贯通的第三连接通孔32，对应每个第三连接螺孔29位置的第一连接内环台7上端均设有上下贯通的第四连接通孔33，芯轴2、第二连接内环台8以及第一连接内环台7通过螺杆端由下至上依次穿过第四连接通孔33和对应位置的第三连接通孔32后并螺接于对应的第三连接螺孔29内的第三连接螺栓固定安装在一起。

根据需求，第三连接螺栓为现有公知技术，如内六角螺栓。在使用过程中，通过这样的设置，能够将芯轴2、下动密封套4和下胶芯安装座5连接成一个整体，也便于拆装，便于后期的维护。

如附图1所示，上动密封套3的下部外侧与外壳12上端内侧之间自内而外设有纵向截面均呈T型的上油封套13和上挡套14，上油封套13的横向段与上挡套14的上端固定安装在一起，上挡套14的横向段与外壳12的上端固定安装在一起，对应上动密封套3下端外侧与外壳12上部内侧之间位置的上挡套14下端固定安装有上限位套15，对应上限位套15与上油封套13之间位置的上动密封套3外侧和上挡套14内侧之间封安装有第二密封件20，下动密封套4上部外侧套装有与外壳12下端固定安装在一起的下挡套17，下动密封套4下部外侧与下挡套17下端内侧之间套装有纵向截面呈T型的下油封套18，下油封套18的横向段与下挡套17下端固定安装在一起，下动密封套4上部外侧套装有与下挡套17上端固定安装在一起的下限位套16，对应下限位套16与下油封套18之间位置的下动密封套4外侧和下挡套17内侧之间安装有第三密封件21，轴承组件包括第一轴承22、第二轴承23、第三轴承24、第四轴承25和第五轴承26，第一轴承22、第二轴承23、第三轴承24、第四轴承25和第五轴承26自上而下轴向限位安装于上动密封套3下端与下动密封套4上端之间的芯轴2外侧与外壳12内侧之间。

根据需求，第二密封件20和第三密封件21均为现有公知技术，如两个上下间隔设置的油封。在使用过程中，通过这样的设置，能够保证芯轴2与外壳12相对转动的过程中保证可靠的密封性。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种组合式大通径旋转控制头旋转总成，其特征在于包括驱动器套、芯轴、上动密封套、下动密封套、下胶芯安装座、外壳和下胶芯，下胶芯上端与内侧固定有第一连接内环台的下胶芯安装座下端密封固定安装在一起，下胶芯安装座上端内侧同轴套装有下端内侧固定有第二连接内环台的下动密封套，下动密封套内同轴套装有上端位于其上方的芯轴，芯轴下端、第二连接内环台和第一连接内环台自上而下依次固定安装在一起，芯轴上端外侧同轴套装有上动密封套，上动密封套上端内侧固定有与芯轴上端固定安装在一起的第三连接内环台，上动密封套上端外侧固定有第一连接外环台，上动密封套上侧设有下端外侧固定有第二连接外环台的驱动器套，第二连接外环台和第一连接外环台密封固定安装在一起，芯轴外侧套装有外壳，外壳内侧与芯轴外侧之间密封安装有位于上动密封套和下动密封套之间的轴承组件。

2.根据权利要求1所述的组合式大通径旋转控制头旋转总成，其特征在于第一连接内环台的内径、第二连接内环台的内径、第三连接内环台的内径、芯轴的内径以及驱动器套的内径均相同，芯轴的内径介于196mm至198mm之间。

3.根据权利要求1或2所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于第一连接外环台上端沿圆周间隔均布有若干个第一连接螺孔，对应每个第一连接螺孔位置的第二连接外环台上均设有上下贯通的第一连接通孔，第一连接外环台和第二连接外环台通过螺杆端穿过第一连接通孔后螺接于对应位置的第一连接螺孔内的第一连接螺栓固定安装在一起，第一连接外环台上端设有开口向上的密封环槽，密封环槽内安装有第一密封件，芯轴上端沿圆周间隔均布有若干个第二连接螺孔，对应每个第二连接螺孔位置的第三连接内环台上均设有上下贯通的第二连接通孔，第三连接内环台和芯轴上端通过螺杆端穿过第二连接通孔后螺接于对应位置的第二连接螺孔内的第二连接螺栓固定安装在一起。

4.根据权利要求1或2所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于芯轴下端沿圆周间隔均布有若干个第三连接螺孔，对应每个第三连接螺孔位置的第二连接内环台上端均设有上下贯通的第三连接通孔，对应每个第三连接螺孔位置的第一连接内环台上端均设有上下贯通的第四连接通孔，芯轴、第二连接内环台以及第一连接内环台通过螺杆端由下至上依次穿过第四连接通孔和对应位置的第三连接通孔后并螺接于对应的第三连接螺孔内的第三连接螺栓固定安装在一起。

5.根据权利要求3所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于芯轴下端沿圆周间隔均布有若干个第三连接螺孔，对应每个第三连接螺孔位置的第二连接内环台上端均设有上下贯通的第三连接通孔，对应每个第三连接螺孔位置的第一连接内环台上端均设有上下贯通的第四连接通孔，芯轴、第二连接内环台以及第一连接内环台通过螺杆端由下至上依次穿过第四连接通孔和对应位置的第三连接通孔后并螺接于对应的第三连接螺孔内的第三连接螺栓固定安装在一起。

6.根据权利要求1或2或5所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于上动密封套的下部外侧与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面均呈T型的上油封套和上挡套，上油封套的横向段与上挡套的上端固定安装在一起，上挡套的横向段与外壳的上端固定安装在一起，对应上动密封套下端外侧与外壳上部内侧之间位置的上挡套下端固定安装有上限位套，对应上限位套与上油封套之间位置的上动密封套外侧和上挡套内侧之间封安装有第二密封件，下动密封套上部外侧套装有与外壳下端固定安装在一起的下挡套，下动密封套下部外侧与下挡套下端内侧之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套下端固定安装在一起，下动密封套上部外侧套装有与下挡套上端固定安装在一起的下限位套，对应下限位套与下油封套之间位置的下动密封套外侧和下挡套内侧之间安装有第三密封件，轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装于上动密封套下端与下动密封套上端之间的芯轴外侧与外壳内侧之间。

7.根据权利要求3所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于上动密封套的下部外侧与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面均呈T型的上油封套和上挡套，上油封套的横向段与上挡套的上端固定安装在一起，上挡套的横向段与外壳的上端固定安装在一起，对应上动密封套下端外侧与外壳上部内侧之间位置的上挡套下端固定安装有上限位套，对应上限位套与上油封套之间位置的上动密封套外侧和上挡套内侧之间封安装有第二密封件，下动密封套上部外侧套装有与外壳下端固定安装在一起的下挡套，下动密封套下部外侧与下挡套下端内侧之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套下端固定安装在一起，下动密封套上部外侧套装有与下挡套上端固定安装在一起的下限位套，对应下限位套与下油封套之间位置的下动密封套外侧和下挡套内侧之间安装有第三密封件，轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装于上动密封套下端与下动密封套上端之间的芯轴外侧与外壳内侧之间。

8.根据权利要求4所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于上动密封套的下部外侧与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面均呈T型的上油封套和上挡套，上油封套的横向段与上挡套的上端固定安装在一起，上挡套的横向段与外壳的上端固定安装在一起，对应上动密封套下端外侧与外壳上部内侧之间位置的上挡套下端固定安装有上限位套，对应上限位套与上油封套之间位置的上动密封套外侧和上挡套内侧之间封安装有第二密封件，下动密封套上部外侧套装有与外壳下端固定安装在一起的下挡套，下动密封套下部外侧与下挡套下端内侧之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套下端固定安装在一起，下动密封套上部外侧套装有与下挡套上端固定安装在一起的下限位套，对应下限位套与下油封套之间位置的下动密封套外侧和下挡套内侧之间安装有第三密封件，轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装于上动密封套下端与下动密封套上端之间的芯轴外侧与外壳内侧之间。

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