CN215949402U - 一种控压钻井立管分流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控压钻井立管分流装置，包括分流管、动力单元和调节机构；分流管：上侧设有两个流出管，所述分流管的上端转动连接有转轴，所述转轴的下端固定连接有短管，所述短管的中部设有圆板且圆板的两侧均固定连接有压簧，两个压簧的外端均固定连接有分流塞，所述分流塞的外端为半球且直径大于流出管的内径，所述分流管的下端安装有立管；动力单元：设在转轴的侧面上；调节机构：安装在分流管的内侧；其中：还包括单片机和信号接收器，所述单片机和信号接收器设在分流管的外侧。该控压钻井立管分流装置，在使用的时候，分流所需的时间短，从而提高了立管分流的效率，非常方便。

Description

一种控压钻井立管分流装置

技术领域

本实用新型涉及石油勘探开发技术领域，具体为一种控压钻井立管分流装置。

背景技术

控压钻井技术是当前常用的钻井技术之一，也是高效解决“窄密度窗口”钻井的有效手段，在钻井过程中，自动把随钻监测的环空压力剖面反馈到地面控制系统，地面自动调整回压及压力补偿，实现了对环空压力的闭环监测与控制，通过降低钻井液的漏失和钻井相关的非生产时间等，来提高钻井经济性，从而提高复杂条件下钻井作业的安全性和效率。分流回压补偿装置是一种控压钻井用立管流量调节系统，实现立管流量的阶梯式调节，以便控压钻井系统有足够的时间来调节套管回压来补偿因停/开泵导致的井底压力变化。

申请号为201922123740.5的专利公开了一种控压钻井立管分流装置，其包括立管流量截止换向单元、分流控制单元，立管流量截止换向单元包括一号三通、二号三通，分流控制单元包括入口过滤三通、出口三通，第一路管线从右至左依次固定安装有一号自动节流阀、一号液动闸阀，入口过滤三通底部端口固定连通有第二路管线，第二路管线上依次固定安装有二号自动节流阀、二号液动闸阀、单流阀。

但是现有的空压钻井立管分流装置，在使用的时候，分流所需要的的时间长，降低了立管分流的效率，非常不方便，为此，我们提出一种控压钻井立管分流装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种控压钻井立管分流装置，在使用的时候，分流所需的时间短，从而提高了立管分流的效率，非常方便，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种控压钻井立管分流装置，包括分流管、动力单元和调节机构；

分流管：上侧设有两个流出管，所述分流管的上端转动连接有转轴，所述转轴的下端固定连接有短管，所述短管的中部设有圆板且圆板的两侧均固定连接有压簧，两个压簧的外端均固定连接有分流塞，所述分流塞的外端为半球且直径大于流出管的内径，所述分流管的下端安装有立管；

动力单元：设在转轴的侧面上；

调节机构：安装在分流管的内侧；

其中：还包括单片机和信号接收器，所述单片机和信号接收器设在分流管的外侧，所述单片机和信号接收器的输入端电连接外部电源的输出端，所述信号接收器的输出端电连接单片机的输入端。

进一步的，所述动力单元包含固定板、电机、齿轮和齿盘，所述固定板固定连接在分流管的外侧面上，所述电机安装在固定板上，所述齿轮固定套接在电机的输出轴上，所述齿盘固定套接在转轴的侧面上端，所述齿轮与齿盘啮合，所述电机的输入端电连接单片机的输出端。通过启动电机，电机的输出轴转动可以带动齿轮转动，齿轮转动可以带动齿盘转动，齿盘转动可以带动转轴转动，转轴转动可以带动短管转动，短管转动可以带动分流塞转动，通过转动分流塞来对立管进行分流调节。

进一步的，还包括挡片，所述挡片固定连接在转轴的上端，所述挡片与齿盘固定连接。当齿盘长久工作的时候，容易松动，导致与转轴脱离，通过挡片，挡片可以挡住齿盘，防止齿盘脱离转轴。

进一步的，所述调节机构包含支撑架、电动推杆、塞子和控制口，所述支撑架固定连接在分流管的内侧面上，所述电动推杆固定连接在支撑架上，所述塞子固定连接在电动推杆的上端，所述控制口固定连接在分流管的内侧上部，所述电动推杆的输入端电连接单片机的输出端。当需要调节分流管进液量的时候，通过启动电动推杆，电动推杆伸长或者缩短可以带动塞子移动，塞子移动与控制口配合，从而可以对进液量进行调节。

进一步的，还包括橡胶圈，所述橡胶圈固定套接在塞子的侧面上部，所述橡胶圈与控制口的内侧面配合。当合上塞子的时候，通过橡胶圈，可以增加塞子与控制口之间的严密性。

进一步的，还包括垫环，所述垫环固定套接在转轴的侧面下端，所述垫环与分流管的上端转动连接。当转轴长久工作的时候，转轴容易松动，导致短管碰到分流管的上端，造成磨损，通过垫环，可以防止短管碰到分流管的上端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本控压钻井立管分流装置，具有以下好处：

1、本控压钻井立管分流装置设置了动力单元，通过启动电机，电机的输出轴转动可以带动齿轮转动，齿轮转动可以带动齿盘转动，齿盘转动可以带动转轴转动，转轴转动可以带动短管转动，短管转动可以带动分流塞转动，通过转动分流塞来对立管进行分流调节；

2、本控压钻井立管分流装置设置了调节机构，当需要调节分流管进液量的时候，通过启动电动推杆，电动推杆伸长或者缩短可以带动塞子移动，塞子移动与控制口配合，从而可以对进液量进行调节；

3、该控压钻井立管分流装置，在使用的时候，分流所需的时间短，从而提高了立管分流的效率，非常方便。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型下侧结构示意图：

图3为本实用新型剖切结构示意图。

图中：1分流管、2流出管、3转轴、4短管、5分流塞、6压簧、7动力单元、71固定板、72电机、73齿轮、74齿盘、8调节机构、81支撑架、82电动推杆、83塞子、84控制口、9挡片、10橡胶圈、11垫环、12信号接收器、13单片机、14立管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：一种控压钻井立管分流装置，包括分流管1、动力单元7和调节机构8；

分流管1：上侧设有两个流出管2，分流管1的上端转动连接有转轴3，转轴3的下端固定连接有短管4，短管4的中部设有圆板且圆板的两侧均固定连接有压簧6，两个压簧6的外端均固定连接有分流塞5，分流塞5的外端为半球且直径大于流出管2的内径，分流管1的下端安装有立管14；还包括垫环11，垫环11固定套接在转轴3的侧面下端，垫环11与分流管1的上端转动连接。当转轴3长久工作的时候，转轴3容易松动，导致短管4碰到分流管1的上端，造成磨损，通过垫环11，可以防止短管4碰到分流管1的上端；

动力单元7：设在转轴3的侧面上；动力单元7包含固定板71、电机72、齿轮73和齿盘74，固定板71固定连接在分流管1的外侧面上，电机72安装在固定板71上，齿轮73固定套接在电机72的输出轴上，齿盘74固定套接在转轴3的侧面上端，齿轮73与齿盘74啮合，电机72的输入端电连接单片机13的输出端。还包括挡片9，挡片9固定连接在转轴3的上端，挡片9与齿盘74固定连接。通过启动电机72，电机72的输出轴转动可以带动齿轮73转动，齿轮73转动可以带动齿盘74转动，齿盘74转动可以带动转轴3转动，转轴3转动可以带动短管4转动，短管4转动可以带动分流塞5转动，通过转动分流塞5来对立管14进行分流调节。当齿盘74长久工作的时候，容易松动，导致与转轴3脱离，通过挡片9，挡片9可以挡住齿盘74，防止齿盘74脱离转轴3；

调节机构8：安装在分流管1的内侧；调节机构8包含支撑架81、电动推杆82、塞子83和控制口84，支撑架81固定连接在分流管1的内侧面上，电动推杆82固定连接在支撑架81上，塞子83固定连接在电动推杆82的上端，控制口84固定连接在分流管1的内侧上部，电动推杆82的输入端电连接单片机13的输出端。还包括橡胶圈10，橡胶圈10固定套接在塞子83的侧面上部，橡胶圈10与控制口84的内侧面配合。当需要调节分流管1进液量的时候，通过启动电动推杆82，电动推杆82伸长或者缩短可以带动塞子83移动，塞子83移动与控制口84配合，从而可以对进液量进行调节。当合上塞子83的时候，通过橡胶圈10，可以增加塞子83与控制口84之间的严密性；

其中：还包括单片机13和信号接收器12，单片机13和信号接收器12设在分流管1的外侧，单片机13和信号接收器12的输入端电连接外部电源的输出端，信号接收器12的输出端电连接单片机13的输入端。

本实用新型提供的一种控压钻井立管分流装置的工作原理如下：

首先，分流管1在工作的时候，液体从分流管1的下端流入，从流出管2流出，分流塞5的外端的半球在压簧6的压力作用下，有一半塞进流出管2内，信号接收器12与外部的远程控制系统配合，当需要进行分流调节的时候，通过外部的远程控制系统对信号接收器12发送信号，然后信号接收器12给单片机13发送信号，然后单片机13控制电动推杆82和电机72启动，当需要调节分流管1进液量的时候，通过启动电动推杆82，电动推杆82伸长或者缩短可以带动塞子83移动，塞子83移动与控制口84配合，从而可以对流进分流管1内的液体的流量进行调节，当调节流出管2的分流大小的时候，通过启动电机72，电机72的输出轴转动可以带动齿轮73转动，齿轮73转动可以带动齿盘74转动，齿盘74转动可以带动转轴3转动，转轴3转动可以带动短管4转动，短管4转动可以带动分流塞5转动，由于分流塞5外端的半球的直径大于流出管2的内径，在分流塞5随着短管4转动的时候，分流塞5外端的半球表面被流出管2的内端挤压，然后分流塞5可以向内收缩，然后可以通过改变分流塞5位于流出管2内端的接触面的多少，来控制从流出管2流出的液体流量，以此来控制分流量，从而调节速度快，能够提高立管14分流的效率。

值得注意的是，单片机13具体型号为PI C16F73-I/SP，电机72可选用步进电机86BYGH11840。单片机13控制电机72和电动推杆82工作采用现有技术中常用的方法。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：包括分流管(1)、动力单元(7)和调节机构(8)；

分流管(1)：上侧设有两个流出管(2)，所述分流管(1)的上端转动连接有转轴(3)，所述转轴(3)的下端固定连接有短管(4)，所述短管(4)的中部设有圆板且圆板的两侧均固定连接有压簧(6)，两个压簧(6)的外端均固定连接有分流塞(5)，所述分流塞(5)的外端为半球且直径大于流出管(2)的内径，所述分流管(1)的下端安装有立管(14)；

动力单元(7)：设在转轴(3)的侧面上；

调节机构(8)：安装在分流管(1)的内侧；

其中：还包括单片机(13)和信号接收器(12)，所述单片机(13)和信号接收器(12)设在分流管(1)的外侧，所述单片机(13)和信号接收器(12)的输入端电连接外部电源的输出端，所述信号接收器(12)的输出端电连接单片机(13)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：所述动力单元(7)包含固定板(71)、电机(72)、齿轮(73)和齿盘(74)，所述固定板(71)固定连接在分流管(1)的外侧面上，所述电机(72)安装在固定板(71)上，所述齿轮(73)固定套接在电机(72)的输出轴上，所述齿盘(74)固定套接在转轴(3)的侧面上端，所述齿轮(73)与齿盘(74)啮合，所述电机(72)的输入端电连接单片机(13)的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：还包括挡片(9)，所述挡片(9)固定连接在转轴(3)的上端，所述挡片(9)与齿盘(74)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：所述调节机构(8)包含支撑架(81)、电动推杆(82)、塞子(83)和控制口(84)，所述支撑架(81)固定连接在分流管(1)的内侧面上，所述电动推杆(82)固定连接在支撑架(81)上，所述塞子(83)固定连接在电动推杆(82)的上端，所述控制口(84)固定连接在分流管(1)的内侧上部，所述电动推杆(82)的输入端电连接单片机(13)的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：还包括橡胶圈(10)，所述橡胶圈(10)固定套接在塞子(83)的侧面上部，所述橡胶圈(10)与控制口(84)的内侧面配合。

6.根据权利要求1所述的一种控压钻井立管分流装置，其特征在于：还包括垫环(11)，所述垫环(11)固定套接在转轴(3)的侧面下端，所述垫环(11)与分流管(1)的上端转动连接。

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