专利名称:带防喷旋塞的方钻杆旋转短节的制作方法
本实用新型是一种钻井工程中用的带防喷旋塞的方钻杆旋转短节，该旋转短节包括一个气(液)动马达、减速器、正转齿轮伸缩结合器和中心轴组成，中心轴内有轴向泥浆通道，通道上、下口处分别接有水龙头和方钻杆。
现有的方钻杆旋转短节和方钻杆防喷旋塞是两种不同作用的独立的钻井工具。方钻杆旋转短节是用来驱动方钻杆快速旋转接扣的动力工具，它通常由气(液)动马达经过减速器驱动中心轴旋转，从而使方钻杆迅速完成接扣操作。在正常操作时，有时需要方钻杆旋转短节进行反转工作，用以退扣，在使用反扣钻杆时，更需要方钻杆旋转短节具有反转功能，而目前的方钻杆旋转短节并不具备反转功能。方钻杆防喷旋塞是安装在方钻杆旋转短节和方钻杆之间的一种接头，该接头内装有的防喷旋塞在井喷时可以控制井内的油气水从方钻杆内喷出，是一种保护水龙带的装置。上述两种装置相互连接使用，使用时，连接长度大，安装、拆卸麻烦，并且制造成本高。
为了改进上述两种钻井工具的不足之处，本实用新型的目地是提供一种带防喷旋塞的方钻杆旋转短节，并且该装置可以进行正、反扣操作，使用更加方便，制造成本降低。
本实用新型的解决方案是在方钻杆旋转短节中心轴的泥浆通道上设置了一个带径向通孔的球形的防喷旋塞，在气(液)动马达带动的正转齿轮伸缩结合器的下部，通过过桥齿轮，设置了一个与正转齿轮伸缩结合器内部结构一致的反向器，并且提供了一个能使正转齿轮伸缩结合器和反向器之一进入工作状态，同时使另一个脱离工作状态的控制系统。
附图1是带防喷旋塞的方杆旋转短节整体结构示意图。
附图2是附图1的右视图。
附图3是球形旋塞结构示意图。
附图4是正转齿轮伸缩结合器和反向器的传动关系示意图。
附图5是制约阀结构示意图。
附图6是正转齿轮伸缩接合器与反向器进入工作状态的控制系统框图。
下面结合附图作进一步说明从附图1可以看出带防喷旋塞的方钻杆旋转短节，包括一个圆盘形状的旋转短节壳体1、气(液)动马达2、减速器3、正转齿轮伸缩结合器4和中心轴5组成。中心轴内有轴向泥浆通道，通道的上、下口处分别有水龙头和方钻杆连接用的螺纹，中心轴通过安在其中部可一起转动的大齿轮6，与正转齿轮伸缩结合器4、气(液)动马达2和减速器3组成为一个整体。本实用新型的特征是在中心轴5的泥浆通道内壁上，设置有一个球形的防喷旋塞8，在气(液)动马达2带动的正转齿轮伸缩结合器4的下部，通过过轮齿轮19带动一个与正转齿轮伸缩结合器内部结构一致的反向器7。
附图2可以看出反向器7和正转齿轮伸缩结合器4、制约阀10、压力顺序阀11的安装关系。
从附图3可以看出防喷旋塞8是一个带有径向通孔的球形旋塞体，它安装在中心轴泥浆通道内壁的上、下阀座之间，球形旋塞体通过一个安装在中心轴侧壁上的操作塞22操作其转动，以打开或关闭泥浆通道。防喷旋塞体的开、关转动角度是90°，在防喷旋塞体上方，靠近上阀座部位安装了一个以保护旋塞阀座等不受泥浆冲刷磨损的喇叭口形状的耐磨导流环20，导流环靠密封环21和中心轴内壁的过盈紧密配合和密封的。该导流环可以更换。
从附图4可以看出方钻杆旋转短节上设置的反向器包括一个气(液)动马达的传动齿轮9常啮合的过桥轮19，和一个反向传动齿轮17，该反向传动齿轮17与其传动轴用花健连接，它与过桥齿轮19同轴同时转动并且可以沿传动轴18轴向滑动，以便与中心轴上的大齿轮6啮合或分开，从而控制中心轴反向转动。反向器内部结构有复位弹簧41、活塞42、活塞密封环43、活塞杆密封圈44、以及卡簧45、46、传动轴18、反向传动齿轮17工作零件组成。活塞42和反向器壳体即构成气缸28。(在正转齿轮伸缩结合器中活塞和壳体则构成气缸29)。因此从附图4中可以看出，控制气连接管13向反向器气缸28供气，反向传动齿轮在活塞作用下向上滑动，复位弹簧41受到压缩，行程为图4中的L，使反向传齿轮和双点划线位置的中心轴上的大齿轮6啮合。而当气缸28卸压后，在复位弹簧41作用下，将反向传动齿轮17拉回原始位置，与中心轴大齿轮6脱离。正转齿轮伸缩结合器4与反向器工作原理相同，所不同的是安装方向朝下，气缸29进气推正转传动齿轮9朝下行，与中心轴上的大齿轮6啮合。气缸29卸压后，则正向传动齿轮9被结构内的复位弹簧拉回，从而与大齿轮6脱离。
从附图5可以看出制约阀10有上、中、下三个气(液)孔，其壳体内有一个可在其内密封滑动的双联活塞38，其上活塞直径较小，下活塞直径较大，下开口的位置在下活塞之下，上开口的位置在上活塞之上，中开口的位置是，当双联活塞运动到上极端位置时，中开口与上、下开口不通，当双联活塞向下运动，则中开口与上开口通。
附图6控制系统框图，图中序号2是气(液)动马达；11是压力顺序；10是制约阀；29是正转齿轮伸缩结合器的气(液)缸；28是反向器的气(液)缸；30是主气(液)源软管；31是控制气(液)软管；32是梭阀；33是控制管路压力顺序阀；34是三位三通操作阀；35是顺序阀；36是气(液)源形状。本系统框图基本是气动的，用于液动则马达应增加回油箱管路。操作阀34在I位控制气经37管和梭阀32打开顺序阀35，使主气源管39通过35和软管30供气。在压力顺序阀11开启之前一股气从制约阀上开口推动双联活塞下行连通中开口，经连通管16推动正转齿轮伸缩结合器的气缸29工作，也就是使图1中马达传动齿较轮9和中心轴大齿轮6啮合，随之压力顺序阀11开通向气马达供气，旋转短节正转工作。操作阀34置于 位则控制气经38和31首先使制约阀双联活塞上行封住制约阀中开口，使其不得进气。但此时控制气经连管13推动反向器的气缸28使反向器传动齿轮17(参看图4)和中心轴大齿轮6啮合，稍滞后则控制压力顺序阀33也开启，控制气经梭阀开通顺序阀35，主气源39通过35和30推动压力顺序阀11向气马达供气。此时正转齿轮伸缩结合器因制约阀的中开口已被封住而不会进入工作状态，旋转短节反转工作。
实施例附图1、2是一种最佳带防喷旋塞的方钻杆旋转短节实施例。带防喷旋塞的方钻杆旋转短节为满足中心轴上装球形旋塞的需要，中心轴的布置要求轴向向下移，所移的距离以中心轴下移段的长度满足上卸扣时B型大钳扣和需要，一般不少于220毫米。中心轴的上口高度可以和旋转短节圆盘形壳体齐平或略高出一部分即可。使用中的安装和传统的旋转短节安装方法完全相同，其中心轴上口接水龙头，下口接在方钻杆上。壳体上的提环40用花兰螺丝或钢丝绳和水龙头外壳拉住，以便承受反扭距。正常钻井情况下中心轴上的球形旋塞应处于常开位置，它是正常的泥浆通道。在井喷需要关闭方钻杆通道时，用专用的旋塞扳手顺时针拧转操作塞22 90°，使有径向通孔的球形旋塞体在阀座上处于横位，泥浆通道即为关闭。反之逆时针退回90°为开通。
权利要求
1.一种带防喷旋塞的方钻杆旋转短节，包括一个气(液)动马达、减速器、正转齿轮伸缩接合器、圆盘形旋转短节壳体和中心轴组成，中心轴内有轴向泥浆通道，通道上、下口处分别有与水龙头和方钻杆连接用的螺纹，中心轴通过安在其中部可一起转动的大齿轮与齿轮伸缩结合器连接，其特征在于A、在中心轴的泥浆通道上设置了一个防喷旋塞，该防喷旋塞是一个带有径向通孔的球形旋塞体，它安装在中心轴的通道内壁上、下阀座内；B、有一个能使中心轴反向旋转以便松开方钻杆或拧紧反扣钻杆的反向器，反向器包括一个和气(液)马达的传动齿轮常啮合的过桥齿轮，一个可与过桥齿轮同轴同时转动并且可以沿轴向滑动以便与中心轴的大齿轮啮合或分开从而控制中心轴反向转动的反向传动齿轮，反向传动齿轮与其传动轴用花健连接；C、一个能使所述正转齿轮伸缩结合器和所述反向器之一进入工作状态，同时使另一个脱离工作状态的控制系统，该系统包括一个制约阀，它有上、中、下三个气(液)孔，壳体内有一个可在其内密封滑动的双联活塞，其中上活塞直径较小，下活塞直径较大，下开口的位置在下活塞之下，上开口的位置在上活塞之上，中开口的位置是，当双联活塞运动到上极端位置时，中开口与上开口不通，下开口通气(液)管与反向器的气(液)缸相连，又与控制气(液)源连接，上开口通过气(液)马达的主气(液)相连，中开口与正转齿轮伸缩结合器的气(液)缸相连；D、有一个安装在中心轴泥浆通道内防喷旋塞上方以保护旋塞阀座不受泥浆冲刷磨损的可更换的喇叭口形状的耐磨导流环。
2.如权利要求
1所述的方钻杆旋转短节，其特征在于的防喷旋塞体开关的转动角度为90°。
专利摘要
一种用于钻井工程中进行快速接单根，又可以进行方钻杆防喷的带旋塞的方钻杆旋转短节。该实用新型把传统的方钻杆旋转短节和方钻杆防喷旋塞二种独立的工具结合为一个新型工具。其特点是在旋转短节中心轴的泥浆通道上设置了一个防喷用的球形旋塞；有一个能使中心轴反向旋转以便松开方钻杆或拧紧反扣钻杆的反向器。它压缩无效钻具长度，节约成本，简化安装的实用性工具。
文档编号E21B33/03GK87205499SQ87205499
公开日1988年9月28日 申请日期1987年11月30日
发明者陈慧 申请人:浙江省象山通用机械厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan