專利名稱：修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及石油工業(yè)的修井作業(yè)技術(shù)和設(shè)備，特別是修井液井下正反循環(huán) 轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)需要方鉆桿驅(qū)動(dòng)修井時(shí)使用，使修井液在井下完成正反循環(huán)，方便施工， 提高作業(yè)效率。
背景技術(shù)：
[0002]油田井下油水井大修方鉆桿驅(qū)動(dòng)作業(yè)時(shí)的修井液循環(huán)，沒(méi)有很好的井口密封裝 置，大多采用正循環(huán)，即從方鉆桿泵入，直通井下，再?gòu)你@桿與套管環(huán)空上返至井口， 正循環(huán)沖刺力強(qiáng)，攜帶能力差，不利于井下碎屑或砂粒等大顆粒上返，容易造成卡鉆事 故。尤其是在方鉆桿驅(qū)動(dòng)套磨銑大直徑工具時(shí)，需要建立反循環(huán)，避免正循環(huán)井下碎屑 或砂粒等大顆粒造成卡鉆事故。由于沒(méi)有很好的井口密封裝置建立反循環(huán)十分困難，都 是采用正循環(huán)。如果采用方鉆桿旋轉(zhuǎn)自封裝置建立反循環(huán)，旋轉(zhuǎn)密封效果極不理想，方 鉆桿旋轉(zhuǎn)自封膠芯過(guò)盈配合密封，無(wú)軸向輔助密封，井口密封極不可靠。同時(shí)，倒換旋 轉(zhuǎn)自封裝置需要來(lái)回拆卸井口連接螺栓，倒換安裝極不方便。旋轉(zhuǎn)自封裝置體積大且笨 重，造價(jià)高，應(yīng)用效果較差，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用并不廣泛?，F(xiàn)場(chǎng)需要一種在方鉆桿驅(qū)動(dòng)大直徑工 具套磨銑時(shí)，為修井液建立反循環(huán)的技術(shù)和裝置。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，用于油田井下作業(yè)方 鉆桿驅(qū)動(dòng)修井時(shí)的修井液的循環(huán)轉(zhuǎn)換，使反沖洗循環(huán)方便可行。解決方鉆桿密封困難和 正循環(huán)時(shí)容易造成卡鉆事故的問(wèn)題。[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的[0005]修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置包括雙向流道中心管、上皮碗密封總成、扶正止 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成，將上皮碗密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成依次連 接，安裝在雙向流道中心管的外面。將方鉆桿在井口的密封轉(zhuǎn)化為井下井筒內(nèi)的循環(huán)密 封，并為修井液提供正、反循環(huán)方式。[0006]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的進(jìn)步使用本實(shí)用新型可將油田井 下作業(yè)方鉆桿驅(qū)動(dòng)時(shí)的地面循環(huán)方式轉(zhuǎn)移至井下，可將地面正循環(huán)方式轉(zhuǎn)化為井筒內(nèi)的 反循環(huán)方式，極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。解決了目前油田井下作業(yè)方鉆桿驅(qū)動(dòng)時(shí)正反循環(huán) 的密封問(wèn)題以及正循環(huán)攜帶能力差和容易造成卡鉆事故的問(wèn)題。使用本裝置后不再使用 旋轉(zhuǎn)自封裝置，減少了倒換安裝井口旋轉(zhuǎn)自封裝置的繁瑣操作，加快了操作時(shí)效，提高 了操作安全性，保護(hù)了井場(chǎng)環(huán)境，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本裝置構(gòu)思合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，操作便捷，相對(duì)旋轉(zhuǎn)自封裝置成本低廉，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


[0007]圖1是本實(shí)用新型的主視圖。[0008]圖2是本實(shí)用新型A-A向剖視圖。[0009]圖3是本實(shí)用新型B-B向剖視圖。[0010]圖4是本實(shí)用新型的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。使用鉆具向井下泵入修井液， 通過(guò)本實(shí)用新型進(jìn)入套管環(huán)空或從套管環(huán)空泵入修井液通過(guò)本實(shí)用新型從鉆具內(nèi)返出， 讓修井液在井下完成正、反循環(huán)的轉(zhuǎn)換。參見(jiàn)圖1，修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置包括 雙向流道中心管2、上皮碗密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成，將上皮碗密封總 成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成依次連接，安裝在雙向流道中心管2的外面。雙向 流道中心管2兩端外圓設(shè)有連接螺紋分別與上接頭1和下接頭10連接；其管腔中心設(shè)有 軸向間隔，形成正流道15和反流道17，分別與管腔兩端的正變反出口 16和反變正出口 18貫通。雙向流道中心管2的軸向間隔在管腔兩端分別向正流道15和反流道17的另 一側(cè)延伸，形成流道口。雙向流道中心管2兩端外圓連接螺紋的旋向與鉆具螺紋的旋向 相同，其中部外圓設(shè)有限位臺(tái)階和滾針安裝環(huán)槽。上皮碗密封總成包括上皮碗3和上骨 架4，上骨架4內(nèi)圓設(shè)有臺(tái)肩，臺(tái)肩以上部分與上皮碗3硫化成為一體，臺(tái)肩下部設(shè)有內(nèi) 螺紋，該內(nèi)螺紋的旋向與鉆具螺紋相同；上骨架4與雙向流道中心管2之間設(shè)有密封件 14。下皮碗密封總成包括下皮碗9和下骨架8，下骨架8內(nèi)圓設(shè)有臺(tái)肩，臺(tái)肩以下部分與 下皮碗9硫化成為一體，臺(tái)肩上部設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋的旋向與鉆具螺紋相反；下骨 架8與雙向流道中心管2之間設(shè)有密封件11 ；下皮碗9的碗口朝向與上皮碗3相反，分別 朝向雙向流道中心管2的兩端。參見(jiàn)圖2，扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括磨擦塊5、彈簧片6、止轉(zhuǎn) 套筒7以及滾針12和13，止轉(zhuǎn)套筒7的外圓設(shè)有安裝槽，內(nèi)裝彈簧片6和磨擦塊5，彈 簧片6置于磨擦塊5與槽底之間；滾針12和13置于止轉(zhuǎn)套筒7與雙向流道中心管2的滾 針安裝環(huán)槽之間。這樣止轉(zhuǎn)套筒7即可使上、下皮碗密封總成不能轉(zhuǎn)動(dòng)，為修井液正、 反循環(huán)通道形成良好的密封，又能保證雙向流道中心管2在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，上、下皮碗3和 9不受損傷。磨擦塊5的外弧面設(shè)有直形卡牙，其下端面的彈簧槽內(nèi)安裝彈簧片6;止轉(zhuǎn) 套筒7兩端設(shè)有絲扣分別與上骨架4和下骨架8連接，磨擦塊5的兩端被上骨架4和下骨 架8包容，磨擦塊5的安裝牢固可靠。正變反出口 16和反變正出口 18分別設(shè)置在雙向 流道中心管2上的下皮碗9和上皮碗3的碗口處，正變反出口 16和反變正出口 18的朝向 分別與下皮碗9和上皮碗3的碗口朝向一致并被碗口包容；雙向流道中心管2上的正變 反出口 16和反變正出口 18分別在所在管體圓周內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)出口，圖3所示為3個(gè)出 口，在考慮到管體強(qiáng)度的同時(shí)，更有利于修井液的通行。[0012]修井作業(yè)鉆具下入井筒預(yù)定位置以上30-50米，需要循環(huán)修井液工作時(shí)，由下 接頭10連接井內(nèi)鉆桿，上接頭1連接立柱或單根鉆桿或者方鉆桿下入井筒內(nèi)，由方鉆桿 泵入修井液或水泥漿。修井液或水泥漿經(jīng)正流道15、正變反出口 16進(jìn)入套管環(huán)空，即 由正循環(huán)變?yōu)榉囱h(huán)進(jìn)到鉆具底部，如圖4中箭頭所示流向。修井液攜帶套磨銑碎屑和 砂粒等再由鉆具內(nèi)上返，經(jīng)反流道17、反變正出口 18進(jìn)入本裝置上部的套管環(huán)空，由反 循環(huán)變?yōu)檎h(huán)返出井口，如圖4中箭頭所示流向。在方鉆桿驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)實(shí)施套磨銑作業(yè) 時(shí)，雙向流道中心管2同步旋轉(zhuǎn)，傳遞扭矩和連接承載。扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)依靠磨擦塊5與4套管之間靠摩擦力止轉(zhuǎn)，止轉(zhuǎn)套筒7連帶上、下密封皮碗總成止轉(zhuǎn)，防止上、下皮碗3和 9在雙向流道中心管2高速旋轉(zhuǎn)時(shí)被磨損，保障皮碗的密封可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。
權(quán)利要求1.修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是本裝置包括雙向流道中心管O)、上皮碗 密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成，將上皮碗密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮 碗密封總成依次連接，安裝在雙向流道中心管O)的外面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是雙向流道中心管 (2)管腔中心設(shè)有軸向間隔，形成正流道(15)和反流道(17)，分別與管腔兩端的正變反 出口(16)和反變正出口(18)貫通；雙向流道中心管(2)的軸向間隔在管腔兩端分別向正 流道(15)和反流道(17)的另一側(cè)延伸，形成流道口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是雙向流道中心 管(2)兩端外圓連接螺紋的旋向與鉆具螺紋的旋向相同，分別與上接頭(1)和下接頭(10) 連接；其中部外圓設(shè)有限位臺(tái)階和滾針安裝環(huán)槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是雙向流道中心管 (2)上的正變反出口(16)和反變正出口(18)分別在所在管體圓周內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是上皮碗密封總成包 括上皮碗C3)和上骨架G)，上骨架內(nèi)圓設(shè)有臺(tái)肩，臺(tái)肩以上部分與上皮碗C3)硫化 成為一體，臺(tái)肩下部設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋的旋向與鉆具螺紋相同；上骨架(4)與雙向 流道中心管( 之間設(shè)有密封件(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是下皮碗密封總成包 括下皮碗(9)和下骨架(8)，下骨架(8)內(nèi)圓設(shè)有臺(tái)肩，臺(tái)肩以下部分與下皮碗(9)硫化 成為一體，臺(tái)肩上部設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋的旋向與鉆具螺紋相反；下骨架(8)與雙向 流道中心管( 之間設(shè)有密封件(11)；下皮碗(9)的碗口朝向與上皮碗C3)相反，分別 朝向雙向流道中心管O)的兩端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括 磨擦塊(5)、彈簧片(6)、止轉(zhuǎn)套筒(7)以及滾針(12)和(13)，止轉(zhuǎn)套筒(7)的外圓設(shè) 有安裝槽，內(nèi)裝彈簧片(6)和磨擦塊(5)，彈簧片(6)置于磨擦塊(5)與槽底之間；滾針 (12)和(13)置于止轉(zhuǎn)套筒(7)與雙向流道中心管(2)的滾針安裝環(huán)槽之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是磨擦塊(5)的外弧 面設(shè)有直形卡牙，其下端面的彈簧槽內(nèi)安裝彈簧片(6)；止轉(zhuǎn)套筒(7)兩端設(shè)有絲扣分別 與上骨架(4)和下骨架(8)連接，磨擦塊(5)的兩端被上骨架(4)和下骨架(8)包容。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所述的正變反出口 (16)和反變正出口(18)分別設(shè)置在雙向流道中心管(2)上的下皮碗(9)和上皮碗(3)的 碗口處，正變反出口(16)和反變正出口(18)的朝向分別與下皮碗(9)和上皮碗(3)的碗 口朝向一致并被碗口包容。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的是石油工業(yè)修井作業(yè)使用的修井液井下正反循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)需要方鉆桿驅(qū)動(dòng)修井時(shí)使用，使修井液在井下完成正反循環(huán)，方便施工，提高作業(yè)效率。本循環(huán)轉(zhuǎn)換裝置包括雙向流道中心管、上皮碗密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成，將上皮碗密封總成、扶正止轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和下皮碗密封總成依次連接，安裝在雙向流道中心管的外面。將方鉆桿在井口的密封轉(zhuǎn)化為井下井筒內(nèi)的循環(huán)密封，并為修井液提供正、反循環(huán)方式。解決了目前油田井下作業(yè)方鉆桿驅(qū)動(dòng)時(shí)正反循環(huán)的密封問(wèn)題以及正循環(huán)攜帶能力差和容易造成卡鉆事故的問(wèn)題。使用本裝置后不再使用旋轉(zhuǎn)自封裝置，提高了工作效率和操作安全性，保護(hù)了井場(chǎng)環(huán)境，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)E21B21/00GK201810237SQ20102054930
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者周向群, 張林朋, 張清華, 李業(yè)峰, 游興友, 王云利, 馬世俊 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司現(xiàn)河采油廠