专利名称：节流管汇用防冲刺短节的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种用于石油钻井节流管汇的防冲刺短节，替代节流阀下游短节，提高节流管汇的抗冲蚀能力，减少节流管汇的冲蚀刺穿概率，避免诱发天然气泄漏等井控安全事故发生。
背景技术：
目前，节流管汇是井控装置中的重要设备，也是影响井控安全的关键节点。由于节流压差大，含有气体和固体的钻井液冲蚀性强，常会造成节流管汇冲蚀损伤，甚至会发生管壁刺穿、天然气泄漏等井控安全事故。提高节流管汇的抗冲蚀能力、减少节流管汇的失效概率，对于确保压井作业成功，实现井控安全有着重要的现实意义。工程实践和数模分析都表明，节流压井过程中井口返出流体进入节流管汇后，通 过节流阀开度的调节控制两端压差。压差越高，节流阀出口流体动能越大，冲蚀速度越高，对节流阀下游短节内壁面的冲蚀磨损作用越显著。节流管汇冲蚀损伤区域主要发生在节流阀下游短节的入口段和出口段。
发明内容
本发明专利的目的，是提供一种节流管汇防冲刺短节，替代节流阀下游短节，提高节流管汇的抗冲蚀能力。本发明采用的技术方案是节流管汇用防冲刺短节，包括内衬合金套、短节壳体、法兰盘和合金头。其特征在于短节壳体为圆柱体形，短节壳体有阶梯型中心孔，入口端为直径较小中心孔，出口端为直径较大中心孔；短节壳体入口端中心孔内嵌有内衬合金套；在短节壳体的入口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽，环形密封槽内有法兰密封垫环，安装后法兰密封垫环起到密封作用。在短节壳体的出口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽；短节壳体出口端连接法兰通过壳体连接用双头螺栓连接有一个法兰盘，法兰盘与短节壳体出口端连接法兰相对面上有环形密封槽，壳体密封垫环在短节壳体的环形密封槽和内和法兰盘的环形密封槽内；在法兰盘的中心孔内侧固定有一个合金头，合金头的出口端固定在法兰盘的中心孔内；所述的合金头为阶梯圆柱体形，合金头出口端有中心孔，合金头的另一端为半球形体，合金头的外壁上有轴向通孔，所述的轴心通孔与所述的中心孔连通；在法兰盘的另一端面有环形凹槽，法兰盘另一端面的环形凹槽内有金属密封垫环。法兰盘上固定有法兰盘双头螺栓，法兰盘双头螺栓的外端螺纹上有螺帽。所述的合金头的外壁上有环形台阶，合金头外壁上环形台阶上套有挡圈和合金头压帽，合金头压帽为环形柱体，在合金头压帽的外壁上有螺纹，法兰盘中心孔内端有螺纹，合金头压帽旋紧在法兰盘中心孔内端的螺纹上，将合金头固定在法兰盘上；内衬合金套中心线与合金头中心线在同一条直线上。合金头和内衬合金套采用硬质合金制成。本发明的有益效果本发明节流管汇用防冲刺短节，能替代下游短节，提高节流管汇的抗冲蚀能力，减少节流管汇的冲蚀刺穿概率，避免诱发天然气泄漏等井控安全事故发生，对于确保压井作业成功，实现井控安全有着重要的作用。具有以下优点1、对于容易产生冲蚀的防冲刺短节入口段，内壁上加装内衬合金套，提高了入口段的耐冲蚀性；2、对于在内壁上加装内衬合金套有困难的防冲刺短节的中段，采用直径较大腔室结构，通过降低流体冲蚀速度，增加滞留流体的阻尼性，提高了中段的耐冲蚀性；3、对于容易产生冲蚀的防冲刺短节出口段，设置硬质合金头，引导高速射流直接作用于球头的圆弧面上改变流动方向，提高了出口段的耐冲蚀性。
图I是防冲刺短节的结构剖面示意图。图2是防冲刺短节安装在钻井节流管汇上的位置示意图。图中1-壳体连接螺栓，2-内衬合金套，3-法兰密封垫环，4-螺母，5-短节壳体，6-壳体连接用双头螺栓，7-壳体密封垫环，8-法兰盘，9-法兰盘双头螺栓，10-螺帽，11-合 金头，12-金属密封垫环，13-挡圈，14-合金头压帽，15-密封螺钉，16-密封挡圈，17-节流管汇用防冲刺短节。
具体实施例方式实施例I :参阅图I。节流管汇用防冲刺短节，包括内衬合金套2、短节壳体5、法兰盘8和合金头11。短节壳体5为圆柱体形,短节壳体5有阶梯型中心孔,入口端为直径60mm中心孔，出口端为直径130mm中心孔。短节壳体5入口端中心孔内嵌有内衬合金套2，内衬合金套2的内径40mm。在短节壳体5的入口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽，环形密封槽内有法兰密封垫环3，安装后法兰密封垫环3起到密封作用。在短节壳体5的出口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽。短节壳体5出口端连接法兰通过16根壳体连接用双头螺栓6连接有一个法兰盘8，法兰盘8与短节壳体5出口端连接法兰相对面上有环形密封槽，壳体密封垫环7在短节壳体5的环形密封槽和内和法兰盘8的环形密封槽内。在法兰盘8的中心孔内侧固定有一个合金头11，合金头11的出口端固定在法兰盘8的中心孔内；所述的合金头11为阶梯圆柱体形，合金头11出口端有直径为40mm中心孔，合金头11的另一端为半球形体，合金头11的外壁上有四个轴向长方形通孔，所述的轴心通孔与所述的中心孔连通。在法兰盘8的另一端面有一个环形凹槽，法兰盘8另一端面的环形凹槽内有金属密封垫环12。法兰盘8上固定有八根法兰盘双头螺栓9，法兰盘双头螺栓9的外端螺纹上有螺帽10。合金头11的固定结构所述的合金头11的外壁上有环形台阶，合金头11外壁上环形台阶上套有挡圈13和合金头压帽14，合金头压帽14为环形柱体，在合金头压帽14的外壁上有螺纹，法兰盘8中心孔内端有螺纹，合金头压帽14旋紧在法兰盘8中心孔内端的螺纹上，将合金头11固定在法兰盘8上；内衬合金套2中心线与合金头11中心线在同一条直线上。合金头11和内衬合金套2采用硬质合金制成。参阅图2。图2是钻井节流管汇和节流管汇用防冲刺短节17安装位置的示意图。节流管汇用防冲刺短节17安装在节流管汇上。节流管汇用防冲刺短节，能替代节流阀下游短节。防冲刺短节位于节流阀下游。正常钻井过程中，井口四通关闭，返出流体不通过节流 管汇；节流压井过程中，井口返出流体进入节流管汇，通过调节节流阀开度，控制两端压差，形成套压。通过节流阀的高速流体流经防冲刺短节，消耗掉冲击动能，最后安全排出井口。
权利要求
1.一种节流管汇用防冲刺短节，包括内衬合金套(2)、短节壳体(5)、法兰盘(8)和合金头(11);其特征在于短节壳体(5)为圆柱体形，短节壳体(5)有阶梯型中心孔，入口端为直径较小中心孔，出口端为直径较大中心孔；短节壳体(5)入口端中心孔内嵌有内衬合金套(2);在短节壳体(5)的入口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽，环形密封槽内有法兰密封垫环(3)，在短节壳体(5)的出口端有连接法兰，连接法兰的端面上有环形密封槽；短节壳体(5)出口端连接法兰通过壳体连接用双头螺栓(6)连接有一个法兰盘(8)，法兰盘(8)与短节壳体(5)出口端连接法兰相对面上有环形密封槽，壳体密封垫环(7)在短节壳体(5)的环形密封槽和内和法兰盘(8)的环形密封槽内；在法兰盘(8)的中心孔内侧固定有一个合金头(11)，合金头(11)的出口端固定在法兰盘⑶的中心孔内；所述的合金头(11)为阶梯圆柱体形，合金头(11)出口端有中心孔，合金头(11)的另一端为半球形体，合金头(11)的外壁上有轴向通孔，所述的轴心通孔与所述的中心孔连通；在法兰盘(8)的另一端面有环形凹槽，法兰盘(8)另一端面的环形凹槽内有金属密封垫环(12);法兰盘(8)上固定有法兰盘双头螺栓(9)，法兰盘双头螺栓(9)的外端螺纹上有螺帽(10)。
2.根据权利要求I所述的防冲刺短节，其特征是所述的合金头(11)的外壁上有环形台阶，合金头(11)外壁上环形台阶上套有挡圈(13)和合金头压帽(14)，合金头压帽(14)为环形柱体，在合金头压帽(14)的外壁上有螺纹，法兰盘(8)中心孔内端有螺纹，合金头压帽(14)旋紧在法兰盘(8)中心孔内端的螺纹上，将合金头(11)固定在法兰盘(8)上；内衬合金套(2)中心线与合金头(11)中心线在同一条直线上。
3.根据权利要求I所述的防冲刺短节，其特征是合金头(11)和内衬合金套(2)采用硬质合金制成。
全文摘要
节流管汇用防冲刺短节，应用于钻进技术领域。特征短节壳体入口端中心孔内嵌有内衬合金套；短节壳体出口端连接法兰通过壳体连接用双头螺栓连接有一个法兰盘，在法兰盘的中心孔内侧固定有一个合金头，合金头的出口端固定在法兰盘的中心孔内；所述的合金头出口端有中心孔，合金头的另一端为半球形体，合金头的外壁上有轴向通孔，轴心通孔与所述的中心孔连通。效果是提高节流管汇的抗冲蚀能力，减少节流管汇的冲蚀刺穿概率，避免诱发天然气泄漏等井控安全事故发生，对于确保压井作业成功，实现井控安全有着重要的作用。
文档编号E21B34/02GK102797432SQ20121030253
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者苏建文, 杨成新, 严永发, 蒋光强, 王裕海, 邹光贵, 刘绘新, 艾志久, 李振北, 程翔 申请人:中国石油天然气股份有限公司