CN201339464Y - 顶部承载式水泥头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶部承载式水泥头，包括水泥头本体，水泥头本体上分别开有上螺纹丝口和下螺纹丝口，所述上螺纹丝口经螺纹连接有水泥头扣合吊环装置，所述下螺纹丝口经螺纹连接套管，套管套于转盘的孔内，所述水泥头扣合吊环装置的顶部设置有封闭的盲盖，水泥头扣合吊环装置上端设置有吊耳，游车大钩上的游车吊环与所述吊耳扣合连接，所述水泥头本体的抗拉强度为1350～6750KN，采用本实用新型，既不用加长吊环的额定长度，也不用压缩水泥头的额定长度，并且水泥头本身的抗拉强度高，能有效地保证套管在游车大钩的吊动下上下移动，使套管环空内的注入水泥填满、充实，提高了固井质量。

Description

顶部承载式水泥头

技术领域

本实用新型涉及石油固井设备技术领域，确切地说涉及一种依靠顶部承载受力的水泥头。

背景技术

注水泥固井作业在整个石油钴井过程中是一个重要的环节，固井质量的好坏直接影响到油或气的开采。注水泥固井接头，简称水泥头，是固井作业中注水泥操作必不可少的井口工具。

水泥头连接在固井管柱如套管柱的最上端，并且跟注水泥管相接，水泥头内装入固井胶塞，固井时，水泥浆和顶替泥浆都通过水泥头进入套管内。

现有的水泥头基本结构包括水泥头本体和大盖，水泥头本体上开有上螺纹丝口、下螺纹丝口和旁通，大盖与上螺纹丝口螺纹连接，旁通为开设在水泥头本体中部位置处并用于输入水泥浆的管，下螺纹丝口与套管螺纹连接。套管由上及下套于吊卡和转盘内，现有水泥头不承受轴向套管柱的载荷，整个套管柱的重量利用吊卡作用在转盘上。

利用水泥头向套管柱内注入水泥时，由于井壁内有弯曲处，套管也是弯曲不直的，套管环空内的水泥仅仅依靠向套管柱内注入的压力根本无法将水泥填实，在套管环空内形成很多空隙，为了避免这种情况，人们采用钻机的游车大钩来将套管吊起而上下活动，使套管环空内的水泥铺实，填满。游车大钩上设置有两根游车吊环，游车吊环与吊卡的左右两个吊耳扣合，水泥头位于游车大钩和套管之间。这种采用活动套管的固井工艺是提高固井质量的一种有效手段。

目前，上述活动套管固井工艺由于受水泥头高度影响，导致吊环不能悬挂至水泥头下的吊卡处，吊环不能与吊耳扣合，而采用加长吊环或压缩水泥头高度的方式，只能解决部分长度短的单级水泥头固井活动套管的困难，对于更长的双级水泥头，上述问题仍然不能解决；并且，吊环的长度是在钻机生产时就确定好了的，吊环的长度有标准值，不能任意更改，因此，为了匹配水泥头的高度而加长吊环成本费用极高，并且，即使加长配置后，也不利于平时钻井作业的安全性。特别是对于配置有顶驱设备的钻机，由于顶驱设备占用了部分吊环的高度空间，采用加长吊环也不能解决活动套管的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种不论采用单级水泥头，双级水泥头还是带有顶驱设备的钻机，都能使游车大钩的吊环能很好地吊动整个水泥头和套管而上下移动，保证活动套管固井工艺顺利实施的顶部承载式水泥头，采用本实用新型，既不用加长吊环的额定长度，也不用压缩水泥头的额定长度，并且水泥头本身的抗拉强度高，能有效地保证套管在游车大钩的吊动下上下移动，使套管环空内的注入水泥填满、充实，提高了固井质量。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种顶部承载式水泥头，包括水泥头本体，水泥头本体上分别开有上螺纹丝口和下螺纹丝口，其特征在于：所述上螺纹丝口经螺纹连接有水泥头扣合吊环装置，所述下螺纹丝口经螺纹连接套管，套管套于转盘的孔内，所述水泥头扣合吊环装置的顶部设置有封闭的盲盖，水泥头扣合吊环装置上端设置有吊耳，游车大钩上的游车吊环与所述吊耳扣合连接，游车大钩驱使游车吊环上下移动并使水泥头和套管上下移动，所述水泥头本体的抗拉强度为1350～6750KN(该范围值与钻机吊环的强度范围值一致)

所述上螺纹丝口为外螺纹，与上螺纹丝口配合的水泥头扣合吊环装置为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的水泥头扣合吊环装置的外壁直径大于水泥头扣合吊环装置的中部外壁直径，形成环状的第一凸台，水泥头扣合吊环装置的剖面形状为倒工字形，吊耳位于倒工字形水泥扣合吊环装置的上端，凸台位于倒工字形水泥扣合吊环装置的下端。

所述吊耳为两个，对称设置在水泥头扣合吊环装置上，与吊耳配合的游车吊环也为两根，两根游车吊环悬挂在游车大钩上。

所述下螺纹丝口为外螺纹，与下螺纹丝口配合的套管为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的套管外壁直径大于套管中下端外壁直径，形成环状的第二凸台，所述第二凸台的外径大于孔的内径。

所述水泥头本体的中部设置有注入水泥浆的旁通。

本实用新型的优点在于：

1、由于本实用新型将水泥头的本体抗拉强度设置为1350～6750KN，因此，与现有技术相比，水泥头可以直接直接与套管螺纹连接而能承受住套管的轴向拉力，并且，水泥头上部连接水泥头扣合吊环装置，水泥头扣合吊环装置上设置与游车吊环扣合的吊耳，这样的新的组合方式，由水泥头顶部承载套管轴向拉力，与现有技术中依靠吊卡与游车吊环配合，水泥头位于游车大钩和套管之间，要占用游车吊环的高度空间的技术相比，游车吊环与水泥头扣合吊环装置的配合关系不受水泥头的长度和类型影响，也就是说，不论采用单级水泥头，双级水泥头还是带有顶驱设备的钻机，都不会占用游车吊环的高度空间，利用现有标准游车吊环的长度就能完全满足与水泥头扣合吊环装置扣合所需长度。从而真正实现了游车大钩的游车吊环能自如地吊动整个水泥头和套管上下移动，保证活动套管固井工艺的顺利实施，采用本实用新型，既不用加长吊环的额定长度，也不用压缩水泥头的额定长度，并且水泥头本身的抗拉强度高，能有效地保证套管在游车大钩的吊动下上下移动，使套管环空内的注入水泥填满、充实，提高了固井质量。

2、由于本实用新型采用“外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的水泥头扣合吊环装置的外壁直径大于水泥头扣合吊环装置的中部外壁直径，形成环状的第一凸台，水泥头扣合吊环装置的剖面形状为倒工字形，吊耳位于倒工字形水泥扣合吊环装置的上端，凸台位于倒工字形水泥扣合吊环装置的下端。”特别是第一凸台的设置方式，进一步保证了水泥头和水泥头扣合吊环装置之间的连接紧固性，增强了整体抗拉强度。

3、由于本实用新型采用水泥头扣合吊环装置的顶部设置有封闭的盲盖，保证水泥头内的注入水泥不会从顶部漏出；采用的吊耳为2个，对称设置在水泥头扣合吊环装置上，增强了整体平衡性和牢固性。

4、由于本实用新型采用第二凸台的方式，当套管往下移动到一定距离后，会被转盘挡住而不继续往下移，保证了施工的安全和可靠。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的补充说明，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图

图2为现有技术结构示意图

具体实施方式

实施例1

目前随着固井工艺技术的发展，活动套管固井工艺、活动尾管固井工艺、悬挂尾管固井工艺使用越来越频繁，尤其是深井、超深井固井，多采用活动尾管、悬挂尾管固井工艺，而活动套管固井是提高固井质量的一种有效手段。

目前活动套管固井工艺由于受水泥头高度影响，导致游车吊环7不能悬挂至水泥头下的吊卡11，如图2所示。采用加长游车吊环7或压缩水泥头高度的方式，只能解决部分长度短的单级水泥头固井活动套管3的困难，对于更长的双级水泥头，上述问题仍然无法解决，并且加长吊环成本费用极高，配置后，不利于平时钻井安全作业；特别是对于配置顶驱设备12的钻机，由于顶驱设备12占用部分游车吊环7的高度空间，采用加长吊环也不能解决活动套管3问题。

参照说明书附图1，本实用新型作出的改进技术方案为：其包括水泥头本体1，水泥头本体1上分别开有上螺纹丝口和下螺纹丝口，所述上螺纹丝口经螺纹连接有水泥头扣合吊环装置2，所述下螺纹丝口经螺纹连接套管3，套管3套于转盘4的孔内，所述水泥头扣合吊环装置2的顶部设置有封闭的盲盖，保证水泥头内的注入水泥不会从顶部漏出，水泥头扣合吊环装置2上端设置有吊耳5，游车大钩6上的游车吊环7与所述吊耳5扣合连接，游车大钩6驱使游车吊环7上下移动并使水泥头和套管3上下移动，所述水泥头本体1的抗拉强度为1350～6750KN。

实施例2

在上述实施例的基础上，本实用新型更优的技术方案是：所述上螺纹丝口为外螺纹，与上螺纹丝口配合的水泥头扣合吊环装置2为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的水泥头扣合吊环装置2的外壁直径大于水泥头扣合吊环装置2的中部外壁直径，形成环状的第一凸台8，水泥头扣合吊环装置2的剖面形状为倒工字形，吊耳5位于倒工字形水泥扣合吊环装置的上端，第一凸台8位于倒工字形水泥扣合吊环装置的下端。特别是第一凸台8的设置方式，进一步保证了水泥头和水泥头扣合吊环装置2之间的连接紧固性，增强了整体抗拉强度。

实施例3

本实用新型另一较佳实施方式是：所述吊耳5为两个，对称设置在水泥头扣合吊环装置2上，与吊耳5配合的游车吊环7也为两根，两根游车吊环7悬挂在游车大钩6上。这样就增强了整体平衡性和牢固性。

所述下螺纹丝口为外螺纹，与下螺纹丝口配合的套管3为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的套管3外壁直径大于套管3中下端外壁直径，形成环状的第二凸台9，所述第二凸台9的外径大于孔的内径。由于本实用新型采用第二凸台9的方式，当套管3往下移动到一定距离后，会被转盘4挡住而不继续往下移，保证了施工的安全和可靠。所述水泥头本体1的中部设置有注入水泥浆的旁通10。

本实用新型不限于上述实施方式，根据上述实施例的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种顶部承载式水泥头，包括水泥头本体(1)，水泥头本体(1)上分别开有上螺纹丝口和下螺纹丝口，其特征在于：所述上螺纹丝口经螺纹连接有水泥头扣合吊环装置(2)，所述下螺纹丝口经螺纹连接套管(3)，套管(3)套于转盘(4)的孔内，所述水泥头扣合吊环装置(2)的顶部设置有封闭的盲盖，水泥头扣合吊环装置(2)上端设置有吊耳(5)，游车大钩(6)上的游车吊环(7)与所述吊耳(5)扣合连接，游车大钩(6)驱使游车吊环(7)上下移动并使水泥头和套管(3)上下移动，所述水泥头本体(1)的抗拉强度为1350～6750KN。

2、根据权利要求1所述的顶部承载式水泥头，其特征在于：所述上螺纹丝口为外螺纹，与上螺纹丝口配合的水泥头扣合吊环装置(2)为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的水泥头扣合吊环装置(2)的外壁直径大于水泥头扣合吊环装置(2)的中部外壁直径，形成环状的第一凸台(8)，水泥头扣合吊环装置(2)的剖面形状为倒工字形，吊耳(5)位于倒工字形水泥扣合吊环装置的上端，第一凸台(8)位于倒工字形水泥扣合吊环装置的下端。

3、根据权利要求1或2所述的顶部承载式水泥头，其特征在于：所述吊耳(5)为两个，对称设置在水泥头扣合吊环装置(2)上，与吊耳(5)配合的游车吊环(7)也为两根，两根游车吊环(7)悬挂在游车大钩(6)上。

4、根据权利要求1或2所述的顶部承载式水泥头，其特征在于：所述下螺纹丝口为外螺纹，与下螺纹丝口配合的套管(3)为内螺纹，外螺纹和内螺纹的螺纹连接位置处的套管(3)外壁直径大于套管(3)中下端外壁直径，形成环状的第二凸台(9)，所述第二凸台(9)的外径大于孔的内径。

5、根据权利要求1所述的顶部承载式水泥头，其特征在于：所述水泥头本体(1)的中部设置有注入水泥浆的旁通(10)。

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