CN114718475B - 一种盖板式免循环水平井公头外壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水平井公头技术领域，具体为一种盖板式免循环水平井公头外壳。一种盖板式免循环水平井公头外壳，包括公头壳体与公头端口，公头端口贯通连接于公头壳体的右端，公头壳体的外周表面一体式设置有扶正器。本发明的有益效果是：通过设置有排污盖板与扭力弹簧，平时排污口的排污盖板是封住的，它通过扭力弹簧的收缩力把排污盖板覆盖在排污口上，在测井取芯对接时，所产生的下行压力远远大于排污盖板的收缩力，排污口对应的排污盖板打开，碎屑污物等被排到钻杆内，当对接完成后，冲击力消失，排污盖板在扭力弹簧的拉力下重新盖好排污口，有效避免了钻杆内的污物在对接完成后再次进入工具内腔造成二次污染。

Description

一种盖板式免循环水平井公头外壳

技术领域

本发明涉及水平井公头技术领域，具体为一种盖板式免循环水平井公头外壳。

背景技术

水平井是井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的裸露面积。自来80年代以来，随着先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展，水平井钻井大规模高速度的发展起来。

目前在水平井工程测井、钻进式取心施工中，为防止水眼中的污物进入工具对接处，现行的做法是在公头总成壳体上的排污口外再罩上一个较薄的金属封滤装置，以防钻杆内的碎屑污物二次进入对接系统对公母头的连接造成影响。

但在实际施工中，泥浆中混杂的大颗粒的碎屑，在排出时容易击破滤网，破损的滤网根本起不到后续的保护作用，相反会产生新的污染，实用性较低，另外，在现场施工过程中，为排除对接工具中的碎屑杂物，一般采用钻具加压循环排污的做法，但这种方法在超深井中的应用受到了限制，原因是这时井内的压力过高，下井仪器串中的薄弱部分很容易在加压时出现意外爆裂的事故，安全性较低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种盖板式免循环水平井公头外壳来解决现有的水平井公头在实际施工中，泥浆中混杂的大颗粒的碎屑，在排出时容易击破滤网，破损的滤网根本起不到后续的保护作用，相反会产生新的污染，实用性较低，另外，在现场施工过程中，为排除对接工具中的碎屑杂物，一般采用钻具加压循环排污的做法，但这种方法在超深井中的应用受到了限制，原因是这时井内的压力过高，下井仪器串中的薄弱部分很容易在加压时出现意外爆裂的事故，安全性较低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盖板式免循环水平井公头外壳，包括公头壳体与公头端口，所述公头端口贯通连接于公头壳体的右端，所述公头壳体的外周表面一体式设置有扶正器，且公头壳体的表面开设有排污口，所述排污口的右侧位置固定设置有防护挡块，且排污口的左侧位置一体式连接有限位挡块，所述限位挡块的右端活动连接有排污盖板，所述排污盖板的两端左侧位置固定穿插有旋转轴，所述旋转轴的表面固定套合有扭力弹簧，所述排污盖板的表面开设有纵向排污槽，所述纵向排污槽的内壁贯通设置有横向插孔，所述横向插孔的内部活动穿插有横向插条。

本发明的有益效果是：

该盖板式免循环水平井公头外壳效果更好，在后续的施工作业中，工具内如果仍然存在碎屑污物，传统的方法是进行钻井泥浆加压循环，该水平井公头外壳不需加压就可排除工具内的污物，只需将钻杆提升一定的高度，工具内的液柱高于钻杆内的液面，所产生压力差，使污物被液柱压到工具外，即可排除工具内的杂物，实现了高效的免加压循环排污，实现在超深井、复杂井中进行测井、取芯的施工作业，使用更加安全、经济和高效。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述排污口位于两组扶正器之间，且排污口设置有四个，所述排污盖板通过旋转轴转动于两组扶正器内侧。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置有排污口与排污盖板，平时排污口的排污盖板是封住的，它通过扭力弹簧的收缩力把排污盖板覆盖在排污口上，在测井取芯对接时，所产生的下行压力远远大于排污盖板的收缩力，排污口对应的排污盖板打开，碎屑污物等被排到钻杆内，实现污物的自动排出。

进一步，所述扶正器两侧壁开设有与扭力弹簧相配合的凹槽，所述扭力弹簧固定套接于旋转轴的表面，且扭力弹簧的两端头均与扶正器内的凹槽固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置扭力弹簧，当对接完成后，冲击力消失，排污盖板在扭力弹簧的拉力下重新盖好排污口，有效避免了钻杆内的污物在对接完成后再次进入工具内腔造成二次污染。

进一步，所述纵向排污槽设置有四条或四条以上，且四条或四条以上的纵向排污槽在排污盖板上呈等距分布。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置有纵向排污槽，排污盖板上的纵向排污槽可在排污盖板闭合时进行排污，另外，纵向排污槽可保证排污盖板闭合后的内外压力平衡，具有更高的实用性。

进一步，所述横向插孔设置有五条或五条以上，所述横向插条与横向插孔为活动穿插连接，且横向插条与纵向排污槽之间呈垂直交叉设置。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置有横向插孔与横向插条，横向插孔内穿插横向插条的目的是防止在后续施工中的污物进入对接处造成二次污染，横向插条的安装数量可根据井里的泥浆状况、碎屑颗粒和污物的大小进行调节，灵活性强。

进一步，所述限位挡块设置于两组扶正器之间的左端位置，且限位挡块设置的高度低于扶正器高于排污盖板。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置有限位挡块，排污盖板并不是无限地被顶翻，它被旋转轴处的限位挡块挡住，使排污盖板外沿不露出公头壳体。

进一步，所述防护挡块设置于两组扶正器之间的右端位置，且防护挡块的左侧壁开设有与排污盖板右侧壁相吻合的凹槽。

采用上述进一步方案的有益效果是，本发明通过设置有防护挡块，排污完成后，扭力弹簧拉动排污盖板闭合，排污盖板闭合后，外沿被防护挡块遮挡，防止在起下时造成损坏，安全性更进一步。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明排污盖板结构示意图；

图3为本发明排污盖板拆分结构示意图；

图4为本发明排污盖板俯视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、公头壳体；2、公头端口；3、扶正器；4、排污口；5、防护挡块；6、限位挡块；7、排污盖板；8、旋转轴；9、扭力弹簧；10、纵向排污槽；11、横向插孔；12、横向插条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

目前在水平井工程测井、钻进式取心施工中，为防止水眼中的污物进入工具对接处，现行的做法是在公头总成壳体上的排污口外再罩上一个较薄的金属封滤装置，以防钻杆内的碎屑污物二次进入对接系统对公母头的连接造成影响。但在实际施工中，泥浆中混杂的大颗粒的碎屑，在排出时容易击破滤网，破损的滤网根本起不到后续的保护作用，相反会产生新的污染，实用性较低，另外，在现场施工过程中，为排除对接工具中的碎屑杂物，一般采用钻具加压循环排污的做法，但这种方法在超深井中的应用受到了限制，原因是这时井内的压力过高，下井仪器串中的薄弱部分很容易在加压时出现意外爆裂的事故，安全性较低。对此本发明提供了一种盖板式免循环水平井公头外壳来解决上述技术问题。

本发明通过下面两个方面加以设计，一是对接过程中设计的保护盖板在冲力的作用下自动开启，让钻井滤液和混合的污物从排污孔流出；对接完成后盖板收回盖住排污孔，防止钻具内的杂物二次进入仪器内腔。二是在超深井，钻井加压循环的应用受到极大的限制的条件下，该发明可以免钻井加压循环，实现在超深井、复杂井中进行测井、取芯的施工作业。

本发明提供了以下优选的实施例

如图1和图2所示，一种盖板式免循环水平井公头外壳，包括公头壳体1与公头端口2，公头端口2贯通连接于公头壳体1的右端，公头壳体1的外周表面一体式设置有扶正器3，且公头壳体1的表面开设有排污口4，排污口4的右侧位置固定设置有防护挡块5，且排污口4的左侧位置一体式连接有限位挡块6，限位挡块6的右端活动连接有排污盖板7，排污盖板7的两端左侧位置固定穿插有旋转轴8，旋转轴8的表面固定套合有扭力弹簧9，排污盖板7的表面开设有纵向排污槽10，纵向排污槽10的内壁贯通设置有横向插孔11，横向插孔11的内部活动穿插有横向插条12。

本实施例中，如图1和图2所示，排污口4位于两组扶正器5之间，且排污口4设置有四个，排污盖板7通过旋转轴8转动于两组扶正器5内侧，平时排污口4的排污盖板7是封住的，它通过扭力弹簧9的收缩力把排污盖板7覆盖在排污口4上，在测井取芯对接时，所产生的下行压力远远大于排污盖板7的收缩力，排污口4对应的排污盖板7打开，碎屑污物等被排到钻杆内，实现污物的自动排出。

本实施例中，如图1和图4所示，扶正器5两侧壁开设有与扭力弹簧9相配合的凹槽，扭力弹簧9固定套接于旋转轴8的表面，且扭力弹簧9的两端头均与扶正器3内的凹槽固定连接，当对接完成后，冲击力消失，排污盖板7在扭力弹簧9的拉力下重新盖好排污口4，有效避免了钻杆内的污物在对接完成后再次进入工具内腔造成二次污染。

本实施例中，如图1和图4所示，纵向排污槽10设置有四条或四条以上，且四条或四条以上的纵向排污槽10在排污盖板7上呈等距分布，排污盖板7上的纵向排污槽10可在排污盖板7闭合时进行排污，另外，纵向排污槽10可保证排污盖板7闭合后的内外压力平衡，具有更高的实用性。

本实施例中，如图2和图3所示，横向插孔11设置有五条或五条以上，横向插条12与横向插孔11为活动穿插连接，且横向插条12与纵向排污槽10之间呈垂直交叉设置，横向插孔11内穿插横向插条12的目的是防止在后续施工中的污物进入对接处造成二次污染，横向插条12的安装数量可根据井里的泥浆状况、碎屑颗粒和污物的大小进行调节，灵活性强。

本实施例中，如图1和图2所示，限位挡块6设置于两组扶正器3之间的左端位置，且限位挡块6设置的高度低于扶正器3高于排污盖板7，排污盖板7并不是无限地被顶翻，它被旋转轴8处的限位挡块6挡住，使排污盖板7外沿不露出公头壳体1。

本实施例中，如图1和图2所示，防护挡块5设置于两组扶正器3之间的右端位置，且防护挡块5的左侧壁开设有与排污盖板7右侧壁相吻合的凹槽，排污完成后，扭力弹簧9拉动排污盖板7闭合，排污盖板7闭合后，外沿被防护挡块5遮挡，防止在起下时造成损坏，安全性更进一步。

本发明的具体工作过程如下：

首先，将公头端口2向下进行测井取芯对接，平时排污口4的排污盖板7是封住的，它通过扭力弹簧9的收缩力把排污盖板7覆盖在排污口4上，在测井取芯对接时，所产生的下行压力远远大于排污盖板7的收缩力，排污口4对应的排污盖板7打开，碎屑污物等被排到钻杆内，实现污物的自动排出，排污盖板7并不是无限地被顶翻，它被旋转轴8处的限位挡块6挡住，使排污盖板7外沿不露出公头壳体1。

然后，当对接完成后，冲击力消失，排污盖板7在扭力弹簧9的拉力下重新盖好排污口4，有效避免了钻杆内的污物在对接完成后再次进入工具内腔造成二次污染。

最后，排污完成后，扭力弹簧9拉动排污盖板7闭合，排污盖板7闭合后，外沿被防护挡块5遮挡，防止在起下时造成损坏，安全性更进一步，排污盖板7上的纵向排污槽10可在排污盖板7闭合时进行排污。

另外，纵向排污槽10可保证排污盖板7闭合后的内外压力平衡，具有更高的实用性，横向插孔11内穿插横向插条12的目的是防止在后续施工中的污物进入对接处造成二次污染，横向插条12的安装数量可根据井里的泥浆状况、碎屑颗粒和污物的大小进行调节，灵活性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种盖板式免循环水平井公头外壳，包括公头壳体（1）与公头端口（2），其特征在于，所述公头端口（2）贯通连接于公头壳体（1）的右端，所述公头壳体（1）的外周表面一体式设置有扶正器（3），且公头壳体（1）的表面开设有排污口（4），所述排污口（4）的右侧位置固定设置有防护挡块（5），且排污口（4）的左侧位置一体式连接有限位挡块（6），所述限位挡块（6）的右端活动连接有排污盖板（7），所述排污盖板（7）的两端左侧位置固定穿插有旋转轴（8），所述旋转轴（8）的表面固定套合有扭力弹簧（9），所述排污盖板（7）的表面开设有纵向排污槽（10），所述纵向排污槽（10）的内壁贯通设置有横向插孔（11），所述横向插孔（11）的内部活动穿插有横向插条（12）。

2.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述排污口（4）位于两组扶正器（3）之间，且排污口（4）设置有四个，所述排污盖板（7）通过旋转轴（8）转动于两组扶正器（3）内侧。

3.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述扶正器（3）两侧壁开设有与扭力弹簧（9）相配合的凹槽，所述扭力弹簧（9）固定套接于旋转轴（8）的表面，且扭力弹簧（9）的两端头均与扶正器（3）内的凹槽固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述纵向排污槽（10）设置有四条以上，且四条以上的纵向排污槽（10）在排污盖板（7）上呈等距分布。

5.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述横向插孔（11）设置有五条以上，所述横向插条（12）与横向插孔（11）为活动穿插连接，且横向插条（12）与纵向排污槽（10）之间呈垂直交叉设置。

6.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述限位挡块（6）设置于两组扶正器（3）之间的左端位置，且限位挡块（6）设置的高度低于扶正器（3）高于排污盖板（7）。

7.根据权利要求1所述的一种盖板式免循环水平井公头外壳，其特征在于，所述防护挡块（5）设置于两组扶正器（3）之间的右端位置，且防护挡块（5）的左侧壁开设有与排污盖板（7）右侧壁相吻合的凹槽。