卡箍式旋转控制头胶芯的制作方法

专利名称:卡箍式旋转控制头胶芯的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供卡箍式旋转控制头胶芯，属于钻井设备领域，包括胶体、连接组件和卡箍组件，所述胶体为中间设有通孔的圆锥体，所述胶体的最小通径处与配套钻杆过盈配合，所述胶体的外圈靠近所述最小通径处设有卡箍组件，所述卡箍组件为弹性件且对所述胶体有圆周方向的预紧力，所述连接组件一端与所述胶体的上端连接，另一端与外部的旋转控制头连接。本实用新型将钻杆与胶芯过盈配合的膨胀力由单独胶体承担变为胶体和卡箍组件共同承受，减小胶体所受过盈力，保护胶体回弹性，同时卡箍组件预先对胶芯施加一个紧固力，起到助封作用，提高胶芯的使用寿命。
【专利说明】
卡箍式旋转控制头胶芯
技术领域
[0001]本实用新型属于石油天然气行业钻井工程设备领域，尤其涉及卡箍式旋转控制头胶芯。
【背景技术】
[0002]欠平衡钻井和控压钻井具有保护油气层、避免井下复杂情况发生和提高钻井速度等优点，所用的井口设备当中，旋转控制头是必不可少的设备之一，目前针对水基、油基泥浆有不同材质的胶芯，但所有胶芯使用寿命很难超过一周时间，相对钻井周期来说是比较短的，因此井上需要常备各种胶芯。在胶芯的使用过程中发现，很多胶芯失效并不是由于开裂和大磨损量等严重性损坏造成，而是最小通径在过尺寸钻杆长时间作用下胀大而不回弹所致，究其主要原因是因为旋转控制头胶芯与钻杆采用过盈配合实现密封，膨胀力由胶体单独承担，现有过盈力全部作用在胶芯胶体上所致，所以回弹性成为目前提升胶芯寿命的最大障碍，目前解决回弹性问题均是从胶芯材质方面入手，但是效果甚微。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种使用寿命更长的卡箍式旋转控制头胶芯。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:卡箍式旋转控制头胶芯，包括胶体、连接组件和卡箍组件，所述胶体为中间设有通孔的圆锥体，所述胶体的最小通径处与配套钻杆过盈配合，所述胶体的外圈靠近所述最小通径处设有卡箍组件，所述卡箍组件为弹性件且内侧与所述胶体的外侧贴合，所述连接组件一端与所述胶体的上端连接，另一端与外部的旋转控制头连接。
[0005]进一步的，所述连接组件包括紧定螺母、连接螺栓和支撑盘，所述支撑盘设在所述胶体的内部，所述连接螺栓的一端穿过所述胶体的上端面与所述支撑盘连接，另一端通过所述紧定螺母与外部的旋转控制头连接。
[0006]进一步的，所述胶体靠近所述最小通径处设有凹槽，所述卡箍组件设在所述凹槽内。
[0007]进一步的，所述卡箍组件由螺旋弹簧首尾相连而成。
[0008]进一步的，所述卡箍组件包括卡箍、调节螺母、弹簧和双头螺栓，所述卡箍的数量为多个，多个所述卡箍首尾相接形成圆形且与所述胶体的外圈贴合，所述卡箍沿长度方向的两端均设有向外的台阶孔，相邻的两个所述卡箍通过所述双头螺栓和设在所述双头螺栓两端的调节螺母固定连接，所述弹簧设置在所述台阶孔的台阶面与所述调节螺母之间。
[0009]进一步的，所述卡箍的中部设有防掉筋，所述防掉筋一端与所述卡箍固定连接，另一端通过连接组件与所述胶体的上端面固定连接。
[0010]进一步的，所述胶体上设有避位凹槽，所述防掉筋的上端设在所述避位凹槽内且上端面与所述胶体的上端面平齐。
[0011]进一步的，所述防掉筋的上端设有悬挂孔，所述连接组件通过所述悬挂孔固定所述防掉筋与所述胶体。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是:1、本实用新型在胶体的外圈设置卡箍组件，将钻杆与胶芯过盈配合的膨胀力由单独胶体承担变为胶体和卡箍组件共同承受，减小胶体所受过盈力，保护胶体回弹性，同时卡箍组件预先对胶芯施加一个紧固力，起到助封作用，提高胶芯的使用寿命;2、在胶体的外圈设置凹槽防止卡箍组件，安全可靠，有效防止卡箍落井;3、整体结构简单，对现有胶芯改动较小;4、按需设置卡箍组件的段数，减小胶芯所受膨胀力，调节范围大。
【附图说明】

[0013]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0014]图1是本实用新型卡箍式旋转控制头胶芯的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型卡箍式组件和防掉筋的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型台阶孔的结构示意图。
[0017]附图标记说明:
[0018]1-连接组件;2-胶体;3-卡箍组件;4-连接螺栓;5-紧定螺母;6_支撑盘;7_卡箍;8_调节螺母;9-弹簧;10-双头螺栓;11-台阶孔;12-防掉筋；13-悬挂孔；14-避位凹槽;15-定位凹槽。
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0021]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0022]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0023]如图1、图2和图3所示，本实用新型为卡箍式旋转控制头胶芯，包括胶体2、连接组件I和卡箍组件3，胶体2为中间设有通孔的圆锥体，胶体2的最小通径处与配套钻杆过盈配合，胶体2的外圈靠近最小通径处设有卡箍组件3，卡箍组件3为弹性件且内侧与胶体2的外侧贴合，连接组件I 一端与胶体2的上端连接，另一端与外部的旋转控制头连接。
[0024]优选地，连接组件I包括紧定螺母5、连接螺栓4和支撑盘6，支撑盘6设在胶体2的内部，连接螺栓4的一端穿过胶体2的上端面与支撑盘6连接，另一端通过紧定螺母5与外部的旋转控制头连接;更优选地，胶体2靠近最小通径处设有定位凹槽15，卡箍组件3设在定位凹槽15内。
[0025]优选地，卡箍组件3包括卡箍7、调节螺母8、弹簧9和双头螺栓10，卡箍7的数量为多个，多个卡箍7首尾相接形成圆形且与胶体2的外圈贴合，卡箍7沿长度方向的两端均设有向外的台阶孔11，相邻的两个卡箍7通过双头螺栓10和设在双头螺栓10两端的调节螺母8固定连接，弹簧9设置在台阶孔11的台阶面与调节螺母8之间。
[0026]优选地，卡箍7的中部设有防掉筋12，防掉筋12—端与卡箍7固定连接，另一端通过连接组件I与胶体2的上端面固定连接，提升卡箍组件3的稳定性，防掉落;更优选地，胶体2上设有避位凹槽14，防掉筋12的上端设在避位凹槽14内且上端面与胶体2的上端面平齐，方便与外部胶芯座的下端连接;更优选地，防掉筋12的上端设有悬挂孔13，连接组件I通过悬挂孔13固定防掉筋12与胶体2，与胶体2共用连接组件I，简化结构。
[0027]优选地，卡箍组件3由螺旋弹簧9首尾相连而成，结构简单，是另外的的一个实施案例。
[0028]在实际的使用过程中，将此胶芯安装在旋转控制头的旋转总成下端，用紧定螺母5固定，使胶芯2与旋转总成成为一体，钻杆本体与钻杆接头外径尺寸均大于胶芯2的最小通径，通过钻杆与胶体2的过盈配合实现钻杆与胶芯2间的密封，同时卡箍组件3预先对胶体2施加一个紧固力，起到助封作用，胶体2在过尺寸钻杆的作用下向外膨胀，膨胀力由胶体2自身弹性力和卡箍组件3承担，原先首尾相接的卡箍7沿着双头螺栓10相互分开，压缩台阶孔11和调节螺母8之间的弹簧9，减少胶体2上所受的膨胀力，提高胶体2的回弹力，当起出钻杆后，胶体2在自身回弹力和卡箍组件3上的弹簧9的弹力作用下恢复最小通径尺寸。
[0029]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:包括胶体(2)、连接组件(I)和卡箍组件(3)，所述胶体(2)为中间设有通孔的圆锥体，所述胶体(2)的最小通径处与配套钻杆过盈配合，所述胶体(2)的外圈靠近所述最小通径处设有卡箍组件(3)，所述卡箍组件(3)为弹性件且内侧与所述胶体(2)的外侧贴合，所述连接组件(I) 一端与所述胶体(2)的上端连接，另一端与外部的旋转控制头连接。2.根据权利要求1所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述连接组件(I)包括紧定螺母(5)、连接螺栓(4)和支撑盘(6)，所述支撑盘(6)设在所述胶体(2)的内部，所述连接螺栓(4)的一端穿过所述胶体(2)的上端面与所述支撑盘(6)连接，另一端通过所述紧定螺母(5)与外部的旋转控制头连接。3.根据权利要求1所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述胶体(2)靠近所述最小通径处设有定位凹槽(15)，所述卡箍组件(3)设在所述定位凹槽(15)内。4.根据权利要求1?3任一项所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述卡箍组件(3)由螺旋弹簧(9)首尾相连而成。5.根据权利要求1?3任一项所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述卡箍组件(3)包括卡箍(7)、调节螺母(8)、弹簧(9)和双头螺栓(10)，所述卡箍(7)的数量为多个，多个所述卡箍(7)首尾相接形成圆形且与所述胶体(2)的外圈贴合，所述卡箍(7)沿长度方向的两端均设有向外的台阶孔(11)，相邻的两个所述卡箍(7)通过所述双头螺栓(10)和设在所述双头螺栓(10)两端的调节螺母(8)固定连接，所述弹簧(9)设置在所述台阶孔(11)的台阶面与所述调节螺母(8)之间。6.根据权利要求5所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述卡箍(7)的中部设有防掉筋(12)，所述防掉筋(12) —端与所述卡箍(7)固定连接，另一端通过连接组件(I)与所述胶体(2)的上端面固定连接。7.根据权利要求6所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述胶体(2)上设有避位凹槽(14)，所述防掉筋(12)的上端设在所述避位凹槽(14)内且上端面与所述胶体(2)的上端面平齐。8.根据权利要求6或7所述的卡箍式旋转控制头胶芯，其特征在于:所述防掉筋(I2)的上端设有悬挂孔(13)，所述连接组件(I)通过所述悬挂孔(13)固定所述防掉筋(12)与所述胶体(2)。
【文档编号】E21B17/02GK205714006SQ201620358745
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】黄强, 魏臣兴, 郗凤亮, 周滨, 周振良, 马金山, 齐金涛, 赵福优, 刘刚, 徐海潮
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司