帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節的製作方法

2023-04-29 12:53:36 1

專利名稱:帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節的製作方法
本實用新型是一種鑽井工程中用的帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節，該旋轉短節包括一個氣(液)動馬達、減速器、正轉齒輪伸縮結合器和中心軸組成，中心軸內有軸向泥漿通道，通道上、下口處分別接有水龍頭和方鑽杆。
現有的方鑽杆旋轉短節和方鑽杆防噴旋塞是兩種不同作用的獨立的鑽井工具。方鑽杆旋轉短節是用來驅動方鑽杆快速旋轉接扣的動力工具，它通常由氣(液)動馬達經過減速器驅動中心軸旋轉，從而使方鑽杆迅速完成接扣操作。在正常操作時，有時需要方鑽杆旋轉短節進行反轉工作，用以退扣，在使用反扣鑽杆時，更需要方鑽杆旋轉短節具有反轉功能，而目前的方鑽杆旋轉短節並不具備反轉功能。方鑽杆防噴旋塞是安裝在方鑽杆旋轉短節和方鑽杆之間的一種接頭，該接頭內裝有的防噴旋塞在井噴時可以控制井內的油氣水從方鑽杆內噴出，是一種保護水龍帶的裝置。上述兩種裝置相互連接使用，使用時，連接長度大，安裝、拆卸麻煩，並且製造成本高。
為了改進上述兩種鑽井工具的不足之處，本實用新型的目地是提供一種帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節，並且該裝置可以進行正、反扣操作，使用更加方便，製造成本降低。
本實用新型的解決方案是在方鑽杆旋轉短節中心軸的泥漿通道上設置了一個帶徑向通孔的球形的防噴旋塞，在氣(液)動馬達帶動的正轉齒輪伸縮結合器的下部，通過過橋齒輪，設置了一個與正轉齒輪伸縮結合器內部結構一致的反向器，並且提供了一個能使正轉齒輪伸縮結合器和反向器之一進入工作狀態，同時使另一個脫離工作狀態的控制系統。
附圖1是帶防噴旋塞的方杆旋轉短節整體結構示意圖。
附圖2是附圖1的右視圖。
附圖3是球形旋塞結構示意圖。
附圖4是正轉齒輪伸縮結合器和反向器的傳動關係示意圖。
附圖5是制約閥結構示意圖。
附圖6是正轉齒輪伸縮接合器與反向器進入工作狀態的控制系統框圖。
下面結合附圖作進一步說明從附圖1可以看出帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節，包括一個圓盤形狀的旋轉短節殼體1、氣(液)動馬達2、減速器3、正轉齒輪伸縮結合器4和中心軸5組成。中心軸內有軸向泥漿通道，通道的上、下口處分別有水龍頭和方鑽杆連接用的螺紋，中心軸通過安在其中部可一起轉動的大齒輪6，與正轉齒輪伸縮結合器4、氣(液)動馬達2和減速器3組成為一個整體。本實用新型的特徵是在中心軸5的泥漿通道內壁上，設置有一個球形的防噴旋塞8，在氣(液)動馬達2帶動的正轉齒輪伸縮結合器4的下部，通過過輪齒輪19帶動一個與正轉齒輪伸縮結合器內部結構一致的反向器7。
附圖2可以看出反向器7和正轉齒輪伸縮結合器4、制約閥10、壓力順序閥11的安裝關係。
從附圖3可以看出防噴旋塞8是一個帶有徑向通孔的球形旋塞體，它安裝在中心軸泥漿通道內壁的上、下閥座之間，球形旋塞體通過一個安裝在中心軸側壁上的操作塞22操作其轉動，以打開或關閉泥漿通道。防噴旋塞體的開、關轉動角度是90°，在防噴旋塞體上方，靠近上閥座部位安裝了一個以保護旋塞閥座等不受泥漿衝刷磨損的喇叭口形狀的耐磨導流環20，導流環靠密封環21和中心軸內壁的過盈緊密配合和密封的。該導流環可以更換。
從附圖4可以看出方鑽杆旋轉短節上設置的反向器包括一個氣(液)動馬達的傳動齒輪9常嚙合的過橋輪19，和一個反向傳動齒輪17，該反向傳動齒輪17與其傳動軸用花健連接，它與過橋齒輪19同軸同時轉動並且可以沿傳動軸18軸向滑動，以便與中心軸上的大齒輪6嚙合或分開，從而控制中心軸反向轉動。反向器內部結構有復位彈簧41、活塞42、活塞密封環43、活塞杆密封圈44、以及卡簧45、46、傳動軸18、反向傳動齒輪17工作零件組成。活塞42和反向器殼體即構成氣缸28。(在正轉齒輪伸縮結合器中活塞和殼體則構成氣缸29)。因此從附圖4中可以看出，控制氣連接管13向反向器氣缸28供氣，反向傳動齒輪在活塞作用下向上滑動，復位彈簧41受到壓縮，行程為圖4中的L，使反向傳齒輪和雙點劃線位置的中心軸上的大齒輪6嚙合。而當氣缸28卸壓後，在復位彈簧41作用下，將反向傳動齒輪17拉回原始位置，與中心軸大齒輪6脫離。正轉齒輪伸縮結合器4與反向器工作原理相同，所不同的是安裝方向朝下，氣缸29進氣推正轉傳動齒輪9朝下行，與中心軸上的大齒輪6嚙合。氣缸29卸壓後，則正向傳動齒輪9被結構內的復位彈簧拉回，從而與大齒輪6脫離。
從附圖5可以看出制約閥10有上、中、下三個氣(液)孔，其殼體內有一個可在其內密封滑動的雙聯活塞38，其上活塞直徑較小，下活塞直徑較大，下開口的位置在下活塞之下，上開口的位置在上活塞之上，中開口的位置是，當雙聯活塞運動到上極端位置時，中開口與上、下開口不通，當雙聯活塞向下運動，則中開口與上開口通。
附圖6控制系統框圖，圖中序號2是氣(液)動馬達；11是壓力順序；10是制約閥；29是正轉齒輪伸縮結合器的氣(液)缸；28是反向器的氣(液)缸；30是主氣(液)源軟管；31是控制氣(液)軟管；32是梭閥；33是控制管路壓力順序閥；34是三位三通操作閥；35是順序閥；36是氣(液)源形狀。本系統框圖基本是氣動的，用於液動則馬達應增加回油箱管路。操作閥34在I位控制氣經37管和梭閥32打開順序閥35，使主氣源管39通過35和軟管30供氣。在壓力順序閥11開啟之前一股氣從制約閥上開口推動雙聯活塞下行連通中開口，經連通管16推動正轉齒輪伸縮結合器的氣缸29工作，也就是使圖1中馬達傳動齒較輪9和中心軸大齒輪6嚙合，隨之壓力順序閥11開通向氣馬達供氣，旋轉短節正轉工作。操作閥34置於 位則控制氣經38和31首先使制約閥雙聯活塞上行封住制約閥中開口，使其不得進氣。但此時控制氣經連管13推動反向器的氣缸28使反向器傳動齒輪17(參看圖4)和中心軸大齒輪6嚙合，稍滯後則控制壓力順序閥33也開啟，控制氣經梭閥開通順序閥35，主氣源39通過35和30推動壓力順序閥11向氣馬達供氣。此時正轉齒輪伸縮結合器因制約閥的中開口已被封住而不會進入工作狀態，旋轉短節反轉工作。
實施例附圖1、2是一種最佳帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節實施例。帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節為滿足中心軸上裝球形旋塞的需要，中心軸的布置要求軸向向下移，所移的距離以中心軸下移段的長度滿足上卸扣時B型大鉗扣和需要，一般不少於220毫米。中心軸的上口高度可以和旋轉短節圓盤形殼體齊平或略高出一部分即可。使用中的安裝和傳統的旋轉短節安裝方法完全相同，其中心軸上口接水龍頭，下口接在方鑽杆上。殼體上的提環40用花蘭螺絲或鋼絲繩和水龍頭外殼拉住，以便承受反扭距。正常鑽井情況下中心軸上的球形旋塞應處於常開位置，它是正常的泥漿通道。在井噴需要關閉方鑽杆通道時，用專用的旋塞扳手順時針擰轉操作塞22 90°，使有徑向通孔的球形旋塞體在閥座上處於橫位，泥漿通道即為關閉。反之逆時針退回90°為開通。
權利要求
1.一種帶防噴旋塞的方鑽杆旋轉短節，包括一個氣(液)動馬達、減速器、正轉齒輪伸縮接合器、圓盤形旋轉短節殼體和中心軸組成，中心軸內有軸向泥漿通道，通道上、下口處分別有與水龍頭和方鑽杆連接用的螺紋，中心軸通過安在其中部可一起轉動的大齒輪與齒輪伸縮結合器連接，其特徵在於A、在中心軸的泥漿通道上設置了一個防噴旋塞，該防噴旋塞是一個帶有徑向通孔的球形旋塞體，它安裝在中心軸的通道內壁上、下閥座內；B、有一個能使中心軸反向旋轉以便鬆開方鑽杆或擰緊反扣鑽杆的反向器，反向器包括一個和氣(液)馬達的傳動齒輪常嚙合的過橋齒輪，一個可與過橋齒輪同軸同時轉動並且可以沿軸向滑動以便與中心軸的大齒輪嚙合或分開從而控制中心軸反向轉動的反向傳動齒輪，反向傳動齒輪與其傳動軸用花健連接；C、一個能使所述正轉齒輪伸縮結合器和所述反向器之一進入工作狀態，同時使另一個脫離工作狀態的控制系統，該系統包括一個制約閥，它有上、中、下三個氣(液)孔，殼體內有一個可在其內密封滑動的雙聯活塞，其中上活塞直徑較小，下活塞直徑較大，下開口的位置在下活塞之下，上開口的位置在上活塞之上，中開口的位置是，當雙聯活塞運動到上極端位置時，中開口與上開口不通，下開口通氣(液)管與反向器的氣(液)缸相連，又與控制氣(液)源連接，上開口通過氣(液)馬達的主氣(液)相連，中開口與正轉齒輪伸縮結合器的氣(液)缸相連；D、有一個安裝在中心軸泥漿通道內防噴旋塞上方以保護旋塞閥座不受泥漿衝刷磨損的可更換的喇叭口形狀的耐磨導流環。
2.如權利要求
1所述的方鑽杆旋轉短節，其特徵在於的防噴旋塞體開關的轉動角度為90°。
專利摘要
一種用於鑽井工程中進行快速接單根，又可以進行方鑽杆防噴的帶旋塞的方鑽杆旋轉短節。該實用新型把傳統的方鑽杆旋轉短節和方鑽杆防噴旋塞二種獨立的工具結合為一個新型工具。其特點是在旋轉短節中心軸的泥漿通道上設置了一個防噴用的球形旋塞；有一個能使中心軸反向旋轉以便鬆開方鑽杆或擰緊反扣鑽杆的反向器。它壓縮無效鑽具長度，節約成本，簡化安裝的實用性工具。
文檔編號E21B33/03GK87205499SQ87205499
公開日1988年9月28日 申請日期1987年11月30日
發明者陳慧 申請人:浙江省象山通用機械廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan