無線遙控自動控制旋轉(zhuǎn)水泥頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油開發(fā)鉆井領(lǐng)域，尤其是鉆井固井時用的水泥頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著深井、超深井鉆井技術(shù)的發(fā)展及海上和深井油氣開發(fā)具有高風險、高投入的特點，HSE (健康、安全、環(huán)保)要求越來越高，且面臨管柱超長、超重等問題，因此，常規(guī)水泥頭已經(jīng)無法適應陸地鉆完井及海上油氣開發(fā)需求。為了提高固井質(zhì)量，需要在下入、鉆井液循環(huán)或固井過程中旋轉(zhuǎn)尾管，這就需要一種旋轉(zhuǎn)水泥頭在井口進行旋轉(zhuǎn)，為了提高操作安全性，需要設(shè)計遠程控制膠塞及坐封球的投放裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線遙控自動控制旋轉(zhuǎn)水泥頭，通過無線遙控使得擋銷旋塞打開投放膠塞或坐封球自動完成，并能夠旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩給下部鉆具旋轉(zhuǎn)，提高固井質(zhì)量。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:無線遙控自動控制旋轉(zhuǎn)水泥頭，包括由上至下依次連接的旋轉(zhuǎn)注入頭、水泥頭、示位器，在水泥頭上設(shè)置無線遙控控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的旋轉(zhuǎn)注入頭包括具有中心孔的中心管，在中心管上設(shè)置與中心孔相連通的通孔；在所述中心管上套置旋轉(zhuǎn)由壬，在旋轉(zhuǎn)由壬內(nèi)設(shè)置與中心管的通孔相連通的環(huán)腔，在旋轉(zhuǎn)由壬上設(shè)置與環(huán)腔相連通的接口，在旋轉(zhuǎn)由壬的接口設(shè)置由壬堵頭；在所述旋轉(zhuǎn)由壬的上下兩端均螺紋連接軸承座，每個軸承座遠離旋轉(zhuǎn)由壬的一端均設(shè)置軸承蓋，每個軸承蓋均與中心管螺紋連接；在每個軸承座與中心管之間均設(shè)置推力軸承、徑向軸承、墊圈，墊圈設(shè)置在推力軸承與徑向軸承之間，在每個墊圈處的中心管上均設(shè)置鎖環(huán)。
[0006]本實用新型的旋轉(zhuǎn)由壬的上下兩端與中心管之間均設(shè)置組合密封圈，旋轉(zhuǎn)由壬的接口與由壬堵頭之間設(shè)置由壬密封圈密封；每個軸承蓋均與中心管螺紋連接并通過頂絲固定，在每個軸承座上均設(shè)置黃油嘴。
[0007]本實用新型的水泥頭包括水泥頭體，水泥頭體的上端螺紋連接上接頭，上接頭的上端與中心管的下端螺紋連接；在所述水泥頭體內(nèi)設(shè)置軸向布置的水泥頭主通孔和軸向布置的水泥頭副通孔，在水泥頭體上徑向設(shè)置擋銷旋塞孔，擋銷旋塞孔內(nèi)設(shè)置擋銷旋塞，在擋銷旋塞上設(shè)置旋塞主通孔、旋塞副通孔、旋塞斜通孔，旋塞主通孔設(shè)置在水泥頭主通孔內(nèi)的擋銷旋塞上，旋塞副通孔設(shè)置在水泥頭副通孔內(nèi)的擋銷旋塞上，并且旋塞主通孔與旋塞副通孔垂直布置，旋塞斜通孔的一端與旋塞副通孔、另一端與水泥頭主通孔連通；所述擋銷旋塞的一端伸出水泥頭體后連接步進電機，擋銷旋塞的另一端伸出水泥頭體后連接旋塞示位桿。
[0008]在本實用新型的上接頭與水泥頭體之間設(shè)置第一 O型圈。
[0009]在本實用新型的水泥頭體外連接控制器外殼，步進電機設(shè)置在控制器外殼內(nèi)，控制器外殼內(nèi)還設(shè)置電機座，步進電機連接在電機座上。
[0010]本實用新型的電機座套在擋銷旋塞上，在電機座與擋銷旋塞之間設(shè)置第一軸承；在水泥頭體的外壁上設(shè)置端蓋安裝槽，端蓋安裝槽內(nèi)設(shè)置端蓋，端蓋套置在擋銷旋塞上，端蓋與擋銷旋塞之間設(shè)置第二軸承和防塵圈，防塵圈設(shè)置在第二軸承的外側(cè)，在擋銷旋塞的兩端與水泥頭體之間均設(shè)置擋圈和第二 O型圈。
[0011]本實用新型的示位器包括示位接頭，示位接頭的上端與水泥頭體的下端螺紋連接，在示位接頭上支撐一根橫向布置的示位軸，示位軸的兩端均伸出示位接頭后連接示位桿，示位軸的中部連接示位擺錘，示位擺錘設(shè)置在示位接頭內(nèi)。
[0012]在本實用新型的示位軸與示位接頭之間設(shè)置第三O型圈。
[0013]本實用新型的無線遙控控制系統(tǒng)包括遠程遙控觸摸屏、控制器、無線接收發(fā)射模塊、電源、旋塞感應器、示位感應器；遠程遙控觸摸屏通過無線接收發(fā)射模塊連接控制器；旋塞感應器連接在擋銷旋塞連接步進電機的一端，示位感應器連接在示位接頭的外壁上并且與示位桿相配合，旋塞感應器的信號輸出端和示位感應器的信號輸出端均與控制器連接；控制器還連接步進電機驅(qū)動器，電源給控制器和步進電機驅(qū)動器供電，步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動。
[0014]本實用新型通過以上設(shè)計，在水泥頭體中心孔(主通孔)一側(cè)設(shè)計有副通孔，軸向上設(shè)計有擋銷旋塞孔，孔內(nèi)裝有擋銷旋塞，擋銷旋塞上設(shè)有兩個互相垂直的通孔，一個為主通孔，與水泥頭體主通孔對齊，一個為副通孔，與水泥頭體副通孔對齊，旋塞副通孔上端內(nèi)側(cè)設(shè)有斜通孔，使旋塞副通孔與水泥頭主通孔聯(lián)通。擋銷旋塞一側(cè)裝有旋塞打開關(guān)閉指示桿，操作人員可通過觀察指示桿方向判斷旋塞孔處于什么位置。一側(cè)裝有擋銷旋塞開關(guān)控制器，控制旋塞旋轉(zhuǎn)打開與關(guān)閉。擋銷旋塞開關(guān)控制器由無線遙控控制板控制，無線遙控控制板及電池固定在水泥頭體上，其外部有外殼罩住密封。當接收到打開指令時，控制器使擋銷旋塞旋轉(zhuǎn)90度，主通孔打開，副通孔關(guān)閉，指示桿由橫向轉(zhuǎn)為縱向，同時控制板檢測到擋銷旋塞以旋轉(zhuǎn)90度，并發(fā)出信號給無線遙控器，遙控器面板上顯示旋塞主孔打開，告知操作人員，膠塞或坐封球通過旋塞主孔下行。當接受到關(guān)閉指令時，擋銷旋塞反轉(zhuǎn)90度關(guān)閉主通孔，副通孔打開。當膠塞通過示位器時，示位器上示位桿會發(fā)生擺動，操作人員通過觀察此示位桿擺動判斷膠塞或旋塞是否通過示位器，同時示位器發(fā)出信號給無線遙控器，并在遙控器面板上顯示球或膠塞已通過，告知操作人員，膠塞或坐封球已通過示位器下行。
[0015]循環(huán)泥漿時，泥漿通過旋轉(zhuǎn)注入頭中心孔進入其下部管柱內(nèi)進行循環(huán)洗井。當需要旋轉(zhuǎn)時，可通過頂驅(qū)或轉(zhuǎn)盤驅(qū)動旋轉(zhuǎn)注入頭中心管旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)由壬接口外接的管匯和中心管之間通過軸承進行旋轉(zhuǎn)，所以旋轉(zhuǎn)由壬接口外接的固井管匯固定不動，提高了操作安全性。
[0016]本實用新型具有以下特點:
[0017](I)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，強度高，壽命長。膠塞釋放及投球只有一種控制方式；
[0018](2)擋銷旋塞旋轉(zhuǎn)扭矩低。旋塞機構(gòu)采用直通式結(jié)構(gòu)設(shè)計，且在兩端設(shè)有軸承，密封部位緊靠主通孔、副通孔一側(cè)，水泥漿不能進入旋塞孔腔內(nèi)，減少了摩擦阻力，降低了旋轉(zhuǎn)扭矩；
[0019](4)控制方式新穎、安全。旋塞打開、關(guān)閉采用電控方式自動完成，結(jié)構(gòu)新穎，安全，鉆臺上方除必要的固井管匯外，不再有其它管線，提高了操作環(huán)境安全性。同時實現(xiàn)了固井水泥頭向智能化、自動化方向發(fā)展；
[0020](5)遠程控制采用便攜式無線遙控器控制，操作方便；
[0021](6)維護保養(yǎng)方便，工作量小。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為旋轉(zhuǎn)注入頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為水泥頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為示位器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為圖4中A-A向視圖。
[0027]圖6為無線遙控控制系統(tǒng)的原理圖。
[0028]圖7為遠程遙控觸摸屏的操控面板的示意圖。
[0029]圖8為圖1的立體圖。
[0030]圖9為圖3中C部放大圖。
[0031]圖10為圖8中B部放大圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖1、8所示，無線遙控自動控制旋轉(zhuǎn)水泥頭，包括由上至下依次連接的旋轉(zhuǎn)注入頭1、水泥頭2、示位器3，在水泥頭2上設(shè)置無線遙控控制系統(tǒng)4。
[0033]如圖2所示，旋轉(zhuǎn)注入頭I包括具有中心孔1-2的中心管1-1，在中心管1_1上設(shè)置與中心孔1-2相連通的兩個通孔1-3形成四通中心管。在中心管1-1上套置旋轉(zhuǎn)由壬1-4，旋轉(zhuǎn)由壬1-4的上下兩端與中心管1-1之間均設(shè)置組合密封圈1-5，在旋轉(zhuǎn)由壬1-4內(nèi)設(shè)置與中心管1-1的通孔1-3相連通的環(huán)腔1-6，在旋轉(zhuǎn)由壬1-4上設(shè)置兩個與環(huán)腔1-6相連通的接口 1-7，在旋轉(zhuǎn)由壬1-4的兩個接口 1-7均設(shè)置由壬堵頭1-8并通過由壬密封圈1-9密封。在旋轉(zhuǎn)由壬1-4的上下兩端均螺紋連接軸承座1-10，每個軸承座1-10遠離旋轉(zhuǎn)由壬1-4的一端均設(shè)置軸承蓋1-11，每個軸承蓋1-11均與中心管1-1螺紋連接并通過頂絲
1-12固定。在每個軸承座1-11與中心管1-1之間均設(shè)置推力軸承1-13、徑向軸承1-16、墊圈1-14，墊圈1-14設(shè)置在推力軸承1-13與徑向軸承1-16之間，在每個墊圈1_14處的中心管1-1上均設(shè)置鎖環(huán)1-15。在每個軸承座1-10上均設(shè)置黃油嘴1-17便于對軸承進行潤滑。
[0034]如圖3所示，水泥頭2包括