一種油田鉆修井環(huán)形防噴器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆修井防噴裝置，尤其是一種適于油田鉆修井作業(yè)的環(huán)形防噴器，屬于鉆進(jìn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣鉆修井施工過(guò)程中，為避免發(fā)生井噴失控事故，需要在井口上安裝防噴裝置，防噴器作為防噴裝置的主要組成部件，不僅要具有一定的耐壓能力，而且在安裝旋轉(zhuǎn)防噴器后，還可在不壓井的情況下進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。
[0003]現(xiàn)有的環(huán)形、球形防噴器的通徑設(shè)計(jì)均參照作業(yè)管柱接箍外徑，并要求環(huán)形、球形防噴器通徑略大于作業(yè)管柱接箍外徑，兩者差值在20mm以內(nèi)，以保證橡膠膠筒承壓橫截面的過(guò)盈承壓能力，因而上述防噴器不能適應(yīng)大跨度、多規(guī)格下井管柱、工具組合復(fù)合工藝鉆修井施工作業(yè)。另外由于現(xiàn)有的欠平衡鉆井旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器通徑小、承壓能力差，普遍存在以下方面的缺陷:一是不能保證多種不同直徑尺寸的工具通過(guò)，因而在切換大直徑工具時(shí)還需要更換與其匹配的防噴器；二是作業(yè)管柱變徑部分通過(guò)時(shí)強(qiáng)拔強(qiáng)拽極易造成膠筒的損傷；三是當(dāng)采用大直徑膠筒配合小直徑管柱時(shí)，在壓力作用下，橡膠膠筒的橫截面變型過(guò)大，膠筒會(huì)因外涌倒翻導(dǎo)致爆裂失效；四是旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，膠筒依靠摩擦力將作業(yè)管柱抱緊，同時(shí)向外傳遞扭矩，膠筒不僅受到液壓介質(zhì)的強(qiáng)大壓力，而且還要承載較大的剪切應(yīng)力，縮短了其工作壽命。上述問(wèn)題使得現(xiàn)有欠平衡鉆井旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器難以被大范圍推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種耐高壓能力強(qiáng)、通用性能好、工作壽命長(zhǎng)，適于常規(guī)井下作業(yè)、帶壓作業(yè)及欠平衡鉆井作業(yè)的油田鉆修井環(huán)形防噴器。
[0005]本發(fā)明上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種油田鉆修井環(huán)形防噴器，包括上端蓋、殼體和防噴器芯體；所述上端蓋通過(guò)螺栓組件與殼體裝配；所述防噴器芯體布置在由上端蓋和殼體圍合的空腔中，在防噴器芯體中設(shè)有卡瓦總成、豎直布置的膠筒和剛性材質(zhì)的扭力傳遞筒；所述膠筒上下兩端分別設(shè)置膠筒上扭力傳導(dǎo)軸、膠筒下扭力傳導(dǎo)軸，所述膠筒上扭力傳導(dǎo)軸為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為與卡瓦總成配合的圓錐面；所述扭力傳遞筒套裝在膠筒外部。
[0006]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述防噴器芯體還設(shè)有環(huán)形膠筒油馕組件，所述環(huán)形膠筒油馕組件包括油馕本體和位于油馕本體兩端的油馕密封頭，所述油馕本體包覆在膠筒的外圓柱面上，位于油馕本體上端的油馕密封頭將扭力傳遞筒與膠筒上扭力傳導(dǎo)軸固定連接，位于油馕本體下端的油馕密封頭與膠筒下扭力傳導(dǎo)軸固定裝配。
[0007]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述卡瓦總成包括支撐機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和卡瓦本體，所述卡瓦本體布置在膠筒的上方，由一組數(shù)量不少于六個(gè)的卡瓦單體組成，卡瓦本體外表面為與膠筒上扭力傳導(dǎo)軸中空結(jié)構(gòu)匹配的圓錐面。
[0008]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述卡瓦總成的支撐機(jī)構(gòu)包括卡瓦底座、支撐桿和支撐盤；所述支撐桿沿卡瓦底座圓周方向均勾布置，其上端與支撐盤固定裝配，下端與扭力傳遞筒固定裝配；所述卡瓦底座設(shè)有一組支撐桿穿過(guò)孔，卡瓦底座在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿支撐桿上下滑動(dòng)。
[0009]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述卡瓦總成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括卡瓦聚攏驅(qū)動(dòng)組件和卡瓦鎖止驅(qū)動(dòng)組件；所述卡瓦聚攏驅(qū)動(dòng)組件包括布置在卡瓦底座中的一組徑向動(dòng)作油缸，所述徑向動(dòng)作油缸與卡瓦單體數(shù)量匹配，徑向動(dòng)作油缸的活塞與對(duì)應(yīng)的卡瓦單體固定裝配。
[0010]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述卡瓦鎖止驅(qū)動(dòng)組件包括布置在扭矩傳遞筒側(cè)壁中的一組軸向動(dòng)作油缸，軸向動(dòng)作油缸的活塞桿上端與卡瓦底座固定裝配。
[0011]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，所述防噴器芯體通過(guò)布置在扭矩傳遞筒上、下兩端的推力調(diào)心滾子軸承與上端蓋、殼體裝配，通過(guò)布置在膠筒下扭力傳導(dǎo)軸上的滾子軸承與殼體裝配。
[0012]上述油田鉆修井環(huán)形防噴器，通過(guò)上端蓋的法蘭密封結(jié)構(gòu)和殼體的法蘭密封結(jié)構(gòu)與鉆井設(shè)備裝配。
[0013]本發(fā)明在需要抱緊作業(yè)管柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)起下鉆防噴作業(yè)時(shí)，可通過(guò)徑向動(dòng)作油缸控制卡瓦本體運(yùn)動(dòng)，使各卡瓦單體聚攏，同時(shí)由軸向動(dòng)作油缸使卡瓦本體向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)卡瓦本體圓錐面與膠筒上扭力傳導(dǎo)軸內(nèi)壁圓錐面的配合將作業(yè)管柱抱緊；此時(shí)井壓作用在膠筒下扭力傳導(dǎo)軸的下端面上，同時(shí)通過(guò)對(duì)液壓油路中液體流向及壓力的控制，向膠筒施加徑向擠壓力，使膠筒向中心軸線方向收縮，將作業(yè)管柱抱緊；上述操作過(guò)程中，由于膠筒上扭力傳導(dǎo)軸通過(guò)卡瓦本體已將作業(yè)管柱抱緊，并且由膠筒上扭力傳導(dǎo)軸阻止膠筒橡膠在井壓作用下發(fā)生過(guò)盈上翻溢膠爆裂現(xiàn)象，不僅避免了防噴器失效問(wèn)題，同時(shí)降低了對(duì)防噴器通徑與作業(yè)管柱外徑尺寸的配合要求，因此本發(fā)明可與多種尺寸規(guī)格的作業(yè)管柱配合，從而提高了防噴器的通用性能。本發(fā)明還設(shè)置了環(huán)形膠筒油馕組件，通過(guò)包覆在膠筒的外圓柱面上的油馕本體將膠筒與液壓油介質(zhì)隔離，避免了高壓液壓油介質(zhì)中雜質(zhì)對(duì)隨作業(yè)管柱高速旋轉(zhuǎn)的膠筒的損壞。本發(fā)明通過(guò)剛性材質(zhì)的扭矩傳遞筒向外傳遞扭矩，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由膠筒向外傳遞扭矩造成的膠筒工作壽命短的問(wèn)題。總之，本發(fā)明具有耐高壓能力強(qiáng)、通用性能好、工作壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，適于常規(guī)井下作業(yè)、帶壓作業(yè)及欠平衡鉆井作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的油田鉆修井環(huán)形防噴器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
圖3是防噴器芯體剖面結(jié)構(gòu)示意圖(鎖緊狀態(tài))；
圖4是圖3中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是油田鉆修井環(huán)形防噴器打開(kāi)狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是油田鉆修井環(huán)形防噴器鎖緊狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7中C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、上端蓋，2、殼體，3、防噴器芯體，3-1、支撐盤，3-2、支撐桿，3-3、卡瓦底座，3-4、扭矩傳遞筒，3-5、軸向動(dòng)作油缸，3-6、軸向動(dòng)作油缸的活塞桿，3-7、膠筒下扭力傳導(dǎo)軸，3-8、膠筒，3-9、環(huán)形膠筒油馕組件，3-9-1、油馕密封頭，3-10、膠筒上扭力傳導(dǎo)軸，3-11卡瓦總成，3-12、徑向動(dòng)作油缸，3-13、徑向動(dòng)作油缸的活塞，4、作業(yè)管柱，5、推力調(diào)心滾子軸承，6、滾子軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]參看圖1、圖2，本發(fā)明所述油田鉆修井環(huán)形防噴器包括上端蓋1、殼體2和防噴器芯體3 ;所述上端蓋1通過(guò)螺栓組件與殼體2裝配；所述防噴器芯體3布置在由上端蓋1和殼體2圍合的空腔中。本發(fā)明所述油田鉆修井環(huán)形防噴器可通過(guò)上端蓋1的法蘭密封結(jié)構(gòu)和殼體2的法蘭密封結(jié)構(gòu)與鉆井設(shè)備裝配。
[0018]參看圖3、圖4，本發(fā)明所述油田鉆修井環(huán)形防噴器在防噴器芯體3中設(shè)有卡瓦總成3-11、豎直布置的膠筒3-8和剛性材質(zhì)的扭力傳遞筒3-4