CN203531828U - 主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯。该胶芯包括连接法兰、胶芯外壳体、外胶芯及内胶芯，所述的连接法兰下端面固定上述的胶芯外壳体，胶芯外壳体的上下端孔内连接上压盖及下压盖，胶芯外壳体内置有套装的内胶芯及外胶芯，所述内胶芯的上端通过连接螺钉固定在连接法兰上，所述外胶芯的上下端分别由上压盖及下压盖定位，且所述外胶芯的密封唇处固定胶环骨架。该胶芯具有外形尺寸小、补偿能力强、现场更换方便、胶芯开关灵活、密封效果好的特点。

Description

主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯

技术领域

本实用新型涉及石油钻井中所用的旋转防喷器，具体的说是一种主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯。 

背景技术

旋转防喷器安装于井口防喷器组法兰上部，是起旋转密封作用的欠平衡钻井设备。根据胶芯密封方式不同，分为主动式和被动式。主动式旋转防喷器可以主动的控制胶芯形变，实施开关动作，并且实时调整其密封压力，以达到主动的抱紧并密封钻柱的目的；被动式旋转防喷器依靠胶芯与钻柱之间的过盈配合，被动的抱紧密封钻柱。现有被动式旋转防喷器胶芯不能主动地补偿压力，长时间起下钻胶芯磨损严重，导致胶芯与钻柱之间产生间隙，从而造成密封失效。如果更换旋转总成，将造成循环中断，特别是在水平井及大位移井中容易导致井下复杂，必须起钻到一定深度方可更换旋转总成，这样将大大降低生产时效，因此多采用主动式旋转防喷器。但由于现有的主动式旋转防喷器为了便于进行主动控制，其胶芯均为内嵌型，且胶芯体积较大，直径达φ700mm以上，因此其壳体外径通常大于φ1200mm，且重量重，导致现场换旋转总成困难，而且这种内嵌式现场换胶芯也非常困难，钻井过程中一旦胶芯失效，旋转防喷器将无法密封井口。 

实用新型内容

为了解决了现有被动式旋转防喷器胶芯不能主动的补偿磨损，且体积大、重量重、现场无法更换的问题，本实用新型提供一种主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯。该胶芯具有外形尺寸小、补偿能力强、现场更换方便、胶芯开关灵活、密封效果好的特点。 

本实用新型的技术方案是：一种主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯，包括连接法兰、胶芯外壳体、外胶芯及内胶芯，所述的连接法兰下端面固定上述的胶芯外壳体，胶芯外壳体的上下端孔内连接上压盖及下压盖，胶芯外壳体内置有套装的内胶芯及外胶芯，所述内胶芯的上端通过连接螺钉固定在连接法兰上，所述外胶芯的上下端分别由上压盖及下压盖定位，且外胶芯的密封唇处固定胶环骨架。 

所述的连接法兰及上压盖上带有与外胶芯连通的导流孔，且连接法兰的导流孔内置有导流管。 

上述的导流孔在各构件上周向均布。 

本实用新型的有益效果是：上述方案中所述的组合式主动补偿胶芯，通过调整外胶芯上下端上下压盖的轴向距离，可以主动补偿胶芯磨损，使得组合胶芯的整体尺寸减小，外径仅为φ395mm，现场更换更加方便；通过连接法兰及上压盖上带有的导流孔，将膨胀液推注到组合胶芯内部使其向内膨胀将钻柱密封，实现胶芯开关和密封压力灵活可控，增强旋转防喷器的旋转密封性能，延长胶芯的使用寿命，方便的进行现场换胶芯操作，增强旋转防喷器的旋转密封性能，满足现场使用需求。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为图1的俯视图；

图3为图1中内外胶芯组合示意图；

图4为本实用新型的安装位置示意图。

图中  1-导流管，2-上压盖，3-外胶芯，4-内胶芯，5-下压盖，6-胶芯外壳体，7-胶环骨架，8-连接法兰，9-连接螺钉。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明： 

由图1至图4所示，该主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯包括连接法兰8、胶芯外壳体6、外胶芯3及内胶芯4，所述的连接法兰8下端面周边焊接固定上述的胶芯外壳体6，胶芯外壳体6的上端孔螺纹连接上压盖2，胶芯外壳体6的下端孔螺纹连接下压盖5，胶芯外壳体6内置有套装的内胶芯4及外胶芯3，所述内胶芯4的上端通过连接螺钉9固定在连接法兰8上，所述外胶芯3的上端由上压盖2定位，下端由下压盖5定位，且所述外胶芯5的密封唇处固定胶环骨架7，如图1及图3所示。

上述的连接法兰8及上压盖2上带有与外胶芯3连通的导流孔，且连接法兰8的导流孔内置有导流管1；上述的导流孔在各构件上周向均布，如图2所示。 

该补偿式胶芯通过其中的连接法兰8与旋转防喷器中的中心管连接，如图4所示，由于下压盖5与胶芯外壳体为螺纹连接，胶环骨架7内嵌与外胶芯3的内部，因此，在螺纹旋紧的状态下，外胶芯3处于被压紧状态，在该状态可实现液压油的0-21MPa密封。胶芯需主动密封钻柱时，液压油通过旋转防喷器上的侧进口将液压能经导流孔传递至油压收缩主动补偿式胶芯内部，进入内胶芯。由于内外胶芯具备密封能力，因此液压油逐渐蓄积，压力逐渐升高，随着压力的升高，外胶芯3内腔向内部收缩，主动的压缩内胶芯4，从而使主胶芯4主动的收缩密封钻杆；由于内胶芯上部与连接法兰8相连，连接法兰8与旋转防喷器中的中心管连接，因此内胶芯收缩密封钻杆的同时，又与主动式旋转总成保持同步旋转，进而实现旋转密封功能。一旦液压系统泄压，在胶芯自身张力的作用下，胶芯可恢复至初始尺寸，保证钻具的顺利通过。 

此外，上述方案中，内胶芯4通过连接法兰8与主动式旋转总成连接，确保内胶芯在抱紧密封钻具的同时，能够随旋转总成同步旋转，承受钻具通过的摩擦阻力；胶环骨架7嵌于外胶芯内部，骨架由两个挤压环和若干个支撑柱通过熔化焊接组合在一起，内外胶芯装后处于轴向压紧状态时，胶环骨架7在外部载荷的挤压下，压紧外胶环唇边，确保唇边可以有效的密封，同时避免唇边向内移动导致渗漏。 

该油压收缩主动补偿式胶芯安装于旋转防喷器的旋转总成上之后，在地面旋转试验台进行了旋转试验。模拟现场工况进行了60～120rpm转速旋转试验15h、胶芯抱紧φ127mm钻杆10MPa密封承压试验、胶芯打开及关闭状态过φ165mm接头110次磨损检测、胶芯装卸试验20次，胶芯动作可靠、胶芯磨损量小，实用寿命长。更换胶芯可通过更换旋转总成完成。 

Claims (3)

1.一种主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯，包括连接法兰（8）、胶芯外壳体（6）、外胶芯（3）及内胶芯（4），其特征在于：所述的连接法兰（8）下端面固定上述的胶芯外壳体（6），胶芯外壳体（6）的上下端孔内连接上压盖（2）及下压盖（5），胶芯外壳体（6）内置有套装的内胶芯（4）及外胶芯（3），所述内胶芯（4）的上端通过连接螺钉（9）固定在连接法兰（8）上，所述外胶芯（3）的上下端分别由上压盖（2）及下压盖（5）定位，且所述外胶芯（5）的密封唇处固定胶环骨架（7）。

2.根据权利要求1所述的主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯，其特征在于：上述的连接法兰（8）及上压盖（2）上带有与外胶芯（3）连通的导流孔，且连接法兰（8）的导流孔内置有导流管（1）。

3.根据权利要求1所述的主动密封式旋转防喷器油压收缩主动补偿式胶芯，其特征在于：导流孔在各构件上周向均布。

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