CN206220883U - 气体钻井管线万向调整短节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气体钻井管线万向调整短节，包括固定球头短节、球铰法兰、螺栓套件和万向旋转短节，所述万向旋转短节和球铰法兰通过螺栓套件连接在固定球头短节上，连接后万向旋转短节和球铰法兰能够围绕固定球头短节的球面旋转，且万向旋转短节和球铰法兰均与固定球头短节密封配合。本实用新型可以轻松、便捷、随意地调整排砂管线走向，快速将排砂管线连接出井场外，避免反复安装和拆卸，大幅度降低工作人员的工作量和工作强度，缩短安装作业周期，节省作业人员成本和吊车使用费用，避免出现钻机等停、延长钻井周期等严重后果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体钻井排砂管汇，尤其涉及一种气体钻井管线万向调整短节，属于油气钻井（钻探）工程技术领域。
背景技术
气体钻井是一种以气体作为循环和携砂介质的钻井方式，与常规钻井液钻井相比，气体钻井井底压力远低于井底液柱压力，钻进过程中始终保持负压，实现了欠平衡钻井。气体钻井作为20世纪80年代在国内发展并成熟起来的新技术，形成了干气钻井（空气、氮气）、雾化钻井、泡沫钻井及充气钻井四大主体技术，具有提高机械钻速、治理恶性井漏、发现和保护储层等优势。近年来，在国内各油气田得到推广应用，并取得良好应用效果。
根据《气体钻井技术规范 第一部分：空气钻井、氮气钻井、空气雾化钻井、氮气雾化钻井、空气泡沫钻井》规定：井场内排砂管线采用法兰连接，宜平直连接出井场外。但是，经常因现场条件限制（包括钻机底座结构和地面设备摆放等），必须采用弯管来调整排砂管线走向，只有这样才能接出井场外。由于现有的弯管的弯曲角度均是固定不变的，然而绝大多数时候，现场排砂管线的安装都没有办法严格、精确的按照固定角度弯管的方向布置。固定角度的弯管并不能根据现场实际情况随意调整自身的角度。因此，在排砂管线安装期间，经常采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，直到调整好排砂管线的走向为止。加之排砂管线重量很大，导致管线安装起来十分不方便。这不仅大大增加了安装作业时间，增加了工作人员的工作量和工作强度，还提高了作业人员成本和吊车使用费用，甚至会造成钻机等停，延长钻井周期的严重后果。
现有技术中，适用于气体钻井的排砂管线，公开号201412067，公开日2010年2月24日，描述了一种卡箍式排砂管线连接方式，这也是目前气体钻井领域排砂管线唯一的连接方式。该发明只是一种连接方式，并不能在安装过程中随意调整管线角度和走向，依然是采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，工作强度和作业时间都很高。
另外，气体钻井用安全排砂管汇中，公开号203188949，公开日2013.09.11，描述了一种排砂管线泄压的装置（破裂盘），当管线内部压力憋升到一定值，破裂盘打开泄压以达到保障管线安全的目的。但该发明所描述的管线依然是传统管线，并不能在安装过程中随意调整管线角度和走向，依然是采用尝试性的连接方法，经常反复安装和拆卸，工作强度和作业时间都很高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种气体钻井管线万向调整短节。本实用新型可以轻松、便捷、随意地调整排砂管线走向，快速将排砂管线连接出井场外，避免反复安装和拆卸，大幅度降低工作人员的工作量和工作强度，缩短安装作业周期，节省作业人员成本和吊车使用费用，避免出现钻机等停、延长钻井周期等严重后果。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种气体钻井管线万向调整短节，其特征在于：包括固定球头短节、球铰法兰、螺栓套件和万向旋转短节，所述万向旋转短节和球铰法兰通过螺栓套件连接在固定球头短节上，连接后万向旋转短节和球铰法兰能够围绕固定球头短节的球面旋转，且万向旋转短节和球铰法兰均与固定球头短节密封配合。
所述万向旋转短节内设置有台阶和向万向旋转短节内腔倾斜的倾斜面，万向旋转短节的旋转面通过台阶过渡到倾斜面，台阶、倾斜面和固定球头短节的球面配合形成防砂结构。
所述万向旋转短节和球铰法兰均通过设置的“O”型密封圈与固定球头短节密封配合。
采用本实用新型的优点在于：
1、本实用新型结构简单、零部件少和易于加工。
2、采用本实用新型安装、操作方便，可以与现有的整套排砂管线配套使用。
3、本实用新型可以自转，即在轴向做一定程度的角度无级调整（此处可以理解为倾角，调整范围可以设计，比如-10°~10°，或者-35°~35°）。
4、本实用新型具有防砂结构，可有效避免管线内部砂尘堆积造成机构无法转动的问题。
5、本实用新型主要用于气体钻井排砂管汇中，本体（管体）可使用Φ244.5mm套管加工而成，套管材质和机械性能符合API标准，具有很高的抗内压强度，能够保证气体钻井作业的安全性。同时，该机构通过调整设计参数之后也可以用于供气管汇的连接，甚至可以扩展应用到其它领域的硬管汇系统当中去。
6、采用本实用新型可根据现场实际情况随意、精确地调整管线走向和角度。大大减少安装作业时间，降低工作人员的工作量和工作强度，可削减作业人员成本和吊车使用费用，避免造成钻机等停，延长钻井周期等严重问题。
7、本实用新型涉及的气体钻井管线万向调整短节理论可承受20吨冲击力。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中标记为：1、固定球头短节，2、球铰法兰，3、螺栓套件，4、万向旋转短节，5、“O”型密封圈，6、防砂结构。
具体实施方式
实施例1
一种气体钻井管线万向调整短节，包括固定球头短节1、球铰法兰2、螺栓套件3和万向旋转短节4，所述万向旋转短节4和球铰法兰2通过螺栓套件3连接在固定球头短节1上，连接后万向旋转短节4和球铰法兰2能够围绕固定球头短节1的球面旋转，且万向旋转短节4和球铰法兰2均与固定球头短节1密封配合。
本实施例中，所述万向旋转短节4内设置有台阶和向万向旋转短节内腔倾斜的倾斜面，万向旋转短节4的旋转面通过台阶过渡到倾斜面，台阶、倾斜面和固定球头短节1的球面配合形成防砂结构6。
本实施例中，所述万向旋转短节4和球铰法兰2均通过设置的“O”型密封圈5与固定球头短节1密封配合。
实施例2
本实施例结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图所示，本实用新型可以用于干气体钻井（空气、氮气）、雾化钻井、泡沫钻井及充气钻井等气体钻井工艺以及其它领域管汇系统中。
本实用新型包括固定球头短节1、球铰法兰2、长螺栓套件3（含螺栓、螺母、弹簧垫圈）、万向旋转短节4、“O”型密封圈5。万向旋转短节4和球铰法兰2通过长螺栓套件3拉紧。万向旋转短节4和球铰法兰2可围绕固定球头短节1的球面进行旋转，旋转角度根据球面大小有关。本实用新型具有方向性，固定球头短节1处于上游位置，万向旋转短节4处于下游位置。该万向调整短节具备一处细小的防砂结构，十分重要。当万向旋转短节4与固定球头短节1球面之间出现杂质（岩屑、砂子等）堵塞时，该防砂结构可以通过转动万向旋转短节4的方式将杂质刮除。在万向旋转短节4和球铰法兰2内部各有一道密封槽用于安放“O”型密封圈5，安装时此处需涂抹黄油。
本实用新型在装配时，直接将球铰法兰2和万向旋转短节4通过长螺栓套件3拉紧即可，注意给“O”型密封圈5涂抹足够的黄油。
本实用新型若用于排砂管线中，其入口端和出口端可以是法兰连接，也可以是卡箍连接，具体连接方式由相邻管线连接方式决定。同时，固定球头短节1、球铰法兰2和万向旋转短节4均采用钢级为J55和N80的套管材料制成（符合API标准）。
本实用新型中，万向旋转短节4可绕固定球头短节1的球面旋转，旋转角度可以从-10°到10°，也可以从-35°到35°。旋转角度范围可以针对不同的情况进行设计以满足实际应用的需要。
Claims (3)
1.一种气体钻井管线万向调整短节，其特征在于：包括固定球头短节（1）、球铰法兰（2）、螺栓套件（3）和万向旋转短节（4），所述万向旋转短节（4）和球铰法兰（2）通过螺栓套件（3）连接在固定球头短节（1）上，连接后万向旋转短节（4）和球铰法兰（2）能够围绕固定球头短节（1）的球面旋转，且万向旋转短节（4）和球铰法兰（2）均与固定球头短节（1）密封配合。
2.根据权利要求1所述的气体钻井管线万向调整短节，其特征在于：所述万向旋转短节（4）内设置有台阶和向万向旋转短节（4）内腔倾斜的倾斜面，万向旋转短节（4）的旋转面通过台阶过渡到倾斜面，台阶、倾斜面和固定球头短节（1）的球面配合形成防砂结构（6）。
3.根据权利要求2所述的气体钻井管线万向调整短节，其特征在于：所述万向旋转短节（4）和球铰法兰（2）均通过设置的“O”型密封圈（5）与固定球头短节（1）密封配合。
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