主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯。該膠芯包括連接法蘭、膠芯外殼體、外膠芯及內(nèi)膠芯，所述的連接法蘭下端面固定上述的膠芯外殼體，膠芯外殼體的上下端孔內(nèi)連接上壓蓋及下壓蓋，膠芯外殼體內(nèi)置有套裝的內(nèi)膠芯及外膠芯，所述內(nèi)膠芯的上端通過連接螺釘固定在連接法蘭上，所述外膠芯的上下端分別由上壓蓋及下壓蓋定位，且所述外膠芯的密封唇處固定膠環(huán)骨架。該膠芯具有外形尺寸小、補償能力強、現(xiàn)場更換方便、膠芯開關靈活、密封效果好的特點。
【專利說明】主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鉆井中所用的旋轉防噴器，具體的說是一種主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯。
【背景技術】
[0002]旋轉防噴器安裝于井口防噴器組法蘭上部，是起旋轉密封作用的欠平衡鉆井設備。根據(jù)膠芯密封方式不同，分為主動式和被動式。主動式旋轉防噴器可以主動的控制膠芯形變，實施開關動作，并且實時調(diào)整其密封壓力，以達到主動的抱緊并密封鉆柱的目的;被動式旋轉防噴器依靠膠芯與鉆柱之間的過盈配合，被動的抱緊密封鉆柱。現(xiàn)有被動式旋轉防噴器膠芯不能主動地補償壓力，長時間起下鉆膠芯磨損嚴重，導致膠芯與鉆柱之間產(chǎn)生間隙，從而造成密封失效。如果更換旋轉總成，將造成循環(huán)中斷，特別是在水平井及大位移井中容易導致井下復雜，必須起鉆到一定深度方可更換旋轉總成，這樣將大大降低生產(chǎn)時效，因此多采用主動式旋轉防噴器。但由于現(xiàn)有的主動式旋轉防噴器為了便于進行主動控制，其膠芯均為內(nèi)嵌型，且膠芯體積較大，直徑達Φ 700mm以上，因此其殼體外徑通常大于Φ 1200mm，且重量重，導致現(xiàn)場換旋轉總成困難，而且這種內(nèi)嵌式現(xiàn)場換膠芯也非常困難，鉆井過程中一旦膠芯失效，旋轉防噴器將無法密封井口。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決了現(xiàn)有被動式旋轉防噴器膠芯不能主動的補償磨損，且體積大、重量重、現(xiàn)場無法更換的問題，本實用新型提供一種主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯。該膠芯具有外形尺寸小、補償能力強、現(xiàn)場更換方便、膠芯開關靈活、密封效果好的特點。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯，包括連接法蘭、膠芯外殼體、外膠芯及內(nèi)膠芯，所述的連接法蘭下端面固定上述的膠芯外殼體，膠芯外殼體的上下端孔內(nèi)連接上壓蓋及下壓蓋，膠芯外殼體內(nèi)置有套裝的內(nèi)膠芯及外膠芯，所述內(nèi)膠芯的上端通過連接螺釘固定在連接法蘭上，所述外膠芯的上下端分別由上壓蓋及下壓蓋定位，且外膠芯的密封唇處固定膠環(huán)骨架。
[0005]所述的連接法蘭及上壓蓋上帶有與外膠芯連通的導流孔，且連接法蘭的導流孔內(nèi)
置有導流管。
[0006]上述的導流孔在各構件上周向均布。
[0007]本實用新型的有益效果是:上述方案中所述的組合式主動補償膠芯，通過調(diào)整外膠芯上下端上下壓蓋的軸向距離，可以主動補償膠芯磨損，使得組合膠芯的整體尺寸減小，外徑僅為Φ 395mm，現(xiàn)場更換更加方便；通過連接法蘭及上壓蓋上帶有的導流孔，將膨脹液推注到組合膠芯內(nèi)部使其向內(nèi)膨脹將鉆柱密封，實現(xiàn)膠芯開關和密封壓力靈活可控，增強旋轉防噴器的旋轉密封性能，延長膠芯的使用壽命，方便的進行現(xiàn)場換膠芯操作，增強旋轉防噴器的旋轉密封性能，滿足現(xiàn)場使用需求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0009]圖2為圖1的俯視圖；
[0010]圖3為圖1中內(nèi)外膠芯組合示意圖；
[0011]圖4為本實用新型的安裝位置示意圖。
[0012]圖中1-導流管，2-上壓蓋，3-外膠芯，4-內(nèi)膠芯，5-下壓蓋，6_膠芯外殼體，7_膠環(huán)骨架，8-連接法蘭，9-連接螺釘。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0014]由圖1至圖4所示，該主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯包括連接法蘭8、膠芯外殼體6、外膠芯3及內(nèi)膠芯4，所述的連接法蘭8下端面周邊焊接固定上述的膠芯外殼體6，膠芯外殼體6的上端孔螺紋連接上壓蓋2，膠芯外殼體6的下端孔螺紋連接下壓蓋5，膠芯外殼體6內(nèi)置有套裝的內(nèi)膠芯4及外膠芯3，所述內(nèi)膠芯4的上端通過連接螺釘9固定在連接法蘭8上，所述外膠芯3的上端由上壓蓋2定位，下端由下壓蓋5定位，且所述外膠芯5的密封唇處固定膠環(huán)骨架7，如圖1及圖3所示。
[0015]上述的連接法蘭8及上壓蓋2上帶有與外膠芯3連通的導流孔，且連接法蘭8的導流孔內(nèi)置有導流管I ;上述的導流孔在各構件上周向均布，如圖2所示。
[0016]該補償式膠芯通過其中的連接法蘭8與旋轉防噴器中的中心管連接，如圖4所示，由于下壓蓋5與膠芯外殼體為螺紋連接，膠環(huán)骨架7內(nèi)嵌與外膠芯3的內(nèi)部，因此，在螺紋旋緊的狀態(tài)下，外膠芯3處于被壓緊狀態(tài)，在該狀態(tài)可實現(xiàn)液壓油的0-21MPa密封。膠芯需主動密封鉆柱時，液壓油通過旋轉防噴器上的側進口將液壓能經(jīng)導流孔傳遞至油壓收縮主動補償式膠芯內(nèi)部，進入內(nèi)膠芯。由于內(nèi)外膠芯具備密封能力，因此液壓油逐漸蓄積，壓力逐漸升高，隨著壓力的升高，外膠芯3內(nèi)腔向內(nèi)部收縮，主動的壓縮內(nèi)膠芯4，從而使主膠芯4主動的收縮密封鉆桿；由于內(nèi)膠芯上部與連接法蘭8相連，連接法蘭8與旋轉防噴器中的中心管連接，因此內(nèi)膠芯收縮密封鉆桿的同時，又與主動式旋轉總成保持同步旋轉，進而實現(xiàn)旋轉密封功能。一旦液壓系統(tǒng)泄壓，在膠芯自身張力的作用下，膠芯可恢復至初始尺寸，保證鉆具的順利通過。
[0017]此外，上述方案中，內(nèi)膠芯4通過連接法蘭8與主動式旋轉總成連接，確保內(nèi)膠芯在抱緊密封鉆具的同時，能夠隨旋轉總成同步旋轉，承受鉆具通過的摩擦阻力；膠環(huán)骨架7嵌于外膠芯內(nèi)部，骨架由兩個擠壓環(huán)和若干個支撐柱通過熔化焊接組合在一起，內(nèi)外膠芯裝后處于軸向壓緊狀態(tài)時，膠環(huán)骨架7在外部載荷的擠壓下，壓緊外膠環(huán)唇邊，確保唇邊可以有效的密封，同時避免唇邊向內(nèi)移動導致滲漏。
[0018]該油壓收縮主動補償式膠芯安裝于旋轉防噴器的旋轉總成上之后，在地面旋轉試驗臺進行了旋轉試驗。模擬現(xiàn)場工況進行了 60?120rpm轉速旋轉試驗15h、膠芯抱緊Φ 127mm鉆桿IOMPa密封承壓試驗、膠芯打開及關閉狀態(tài)過Φ 165mm接頭110次磨損檢測、膠芯裝卸試驗20次，膠芯動作可靠、膠芯磨損量小，實用壽命長。更換膠芯可通過更換旋轉總成完成。
【權利要求】
1.一種主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯，包括連接法蘭(8)、膠芯外殼體(6)、外膠芯(3)及內(nèi)膠芯(4)，其特征在于:所述的連接法蘭(8)下端面固定上述的膠芯外殼體(6)，膠芯外殼體(6)的上下端孔內(nèi)連接上壓蓋(2)及下壓蓋(5)，膠芯外殼體(6)內(nèi)置有套裝的內(nèi)膠芯(4)及外膠芯(3)，所述內(nèi)膠芯(4)的上端通過連接螺釘(9)固定在連接法蘭(8)上，所述外膠芯(3)的上下端分別由上壓蓋(2)及下壓蓋(5)定位，且所述外膠芯(5)的密封唇處固定膠環(huán)骨架(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯，其特征在于:上述的連接法蘭(8)及上壓蓋(2)上帶有與外膠芯(3)連通的導流孔，且連接法蘭(8)的導流孔內(nèi)置有導流管(I)。
3.根據(jù)權利要求1所述的主動密封式旋轉防噴器油壓收縮主動補償式膠芯，其特征在于:導流孔在各構件上周向均布。
【文檔編號】E21B33/06GK203531828SQ201320746030
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】白曉捷, 崔樹建, 李玉海, 趙凱來, 于成龍, 韓玉安, 田魯財 申請人:中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局