便捷开启式指示水泥头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及水泥头【技术领域】，是一种便捷开启式指示水泥头；其包括水泥头本体、压帽、替浆进液接头、水泥浆进液接头、旋转挡销、挡销控制阀总成和指示装置；在水泥头本体的内部有注浆通道，在水泥头本体的上端密封固定安装有能将注浆通道封堵的压帽；在水泥头本体的上部有与注浆通道相连通的替浆进液接头。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；旋转挡销在快捷开启和复位同时，通过下落复位指示针效验胶塞的下落状况，操作方便，省时省力，精准度高；当旋转挡销在翻转开启后，会置于下容纳槽内，使胶塞能够顺利下行，防止因开启不到位而引起刮擦，安全可靠；有效减少施工安全和固井质量事故的发生，更加安全和便捷。
【专利说明】便捷开启式指示水泥头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水泥头【技术领域】，是一种便捷开启式指示水泥头。
【背景技术】
[0002]水泥头是固井施工中不可缺少的井口工具，在固井过程中起着非常重要的作用。目前，国内外常用的水泥头均采用螺杆旋转式挡销结构，在固井施工时开启挡销需要旋转10-13圈，操作费时，并且容易发生以下现象:产生挡销开不到位，致使胶塞无法正常下行；挡销在未开启到位时因压差作用胶塞同时下行，造成胶塞密封圈被损伤；不能判断胶塞是否正常下落，或下行指示装置易失效，无法正确的判断胶塞的下落情况；并且传统的水泥头本体内径是统一的尺寸，装胶塞时困难，注水泥过程中因真空产生吸引力易压弯挡销或开启挡销困难，通常因水泥头结构原因或由于传统工艺繁琐产生的误操作都会带来固井重大事故。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种便捷开启式指示水泥头，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决螺杆旋转式水泥头挡销开不到位、胶塞密封圈易损伤、下行指示装置易失效及挡销开启困难的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种便捷开启式指示水泥头，包括水泥头本体、压帽、替浆进液接头、水泥浆进液接头、旋转挡销、挡销控制阀总成和指示装置；在水泥头本体的内部有注浆通道，在水泥头本体的上端密封固定安装有能将注浆通道封堵的压帽；在水泥头本体的上部有与注浆通道相连通的替浆进液接头；在水泥头本体的下部有与注浆通道相连通的水泥浆进液接头；在替浆进液接头和水泥浆进液接头之间的注浆通道内安装有能挡住胶塞下行的旋转挡销，在旋转挡销左侧的注浆通道内壁上有上翻转铰接槽，旋转挡销左端固定有销轴，销轴铰接安装在上翻转铰接槽内；在旋转挡销右侧的水泥头本体上安装有能使旋转挡销右端水平限位或解除限位实现翻转的挡销控制阀总成；在上翻转铰接槽下端的的注浆通道的内壁上有用于旋转挡销翻转下落后容纳旋转挡销的下容纳槽；销轴的前端穿过水泥头本体并固定安装有能指示旋转挡销开启和关闭的指示装置。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述指示装置可包括下落复位指示针和“开、关”的档位标识；销轴的前端穿过水泥头本体并固定安装有下落复位指示针；在下落复位指示针四周的水泥头本体的前端面上有指示旋转挡销翻转的“开、关”的标识。
[0007]上述挡销控制阀总成可包括阀芯、固定端盖和驱动轴；与旋转挡销右侧的水泥头本体有与注浆通道相通的控制阀安装孔，在控制阀安装孔右部内安装有能转动的阀芯，在阀芯的左侧下端有向左凸起的弧形限位台并位于控制阀安装孔内，旋转挡销的右端搭在弧形限位台上端的凹弧面上；在阀芯的右端中部固定安装有驱动轴，驱动轴位于水泥头本体的右部外；在控制阀安装孔右端固定安装有能将阀芯水平移动限位的固定端盖，固定端盖套装在驱动轴上。
[0008]上述固定端盖右侧的驱动轴上可安装有与驱动轴旋转限位并能传递转矩的开启手轮；驱动轴为截面呈多边形的转轴，开启手轮的内部有与驱动轴截面相对应的多边安装孔并套装在驱动轴上。
[0009]上述固定端盖的右端面上可圆周均布有两个以上且孔数呈双数的限位插销，与限位插销对应的开启手轮上分布有能将开启手轮限位安装在限位插销上的插孔。
[0010]上述固定端盖可为透盖，驱动轴套装在固定端盖的中心透孔内；在驱动轴外侧的中心透孔上固定安装有能将开启手轮吸附在固定端盖的右端面上的磁铁环。
[0011]上述阀芯外端与控制阀安装孔之间可左右间隔固定安装有至少一道密封圈；水泥头本体上端与压帽之间固定安装有密封圈。
[0012]上述注浆通道可为上宽下窄的变径通道，旋转挡销上端的注浆通道的内径大于胶塞外径，旋转挡销下端的注浆通道的内径小于胶塞外径；或/和，水泥头本体的下端可有上宽下窄的锥形外螺纹。
[0013]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；旋转挡销在快捷开启和复位同时，通过下落复位指示针效验胶塞的下落状况，操作方便，省时省力，精准度高；当旋转挡销在翻转开启后，会置于下容纳槽内，使胶塞能够顺利下行，防止因开启不到位而引起刮擦，安全可靠；有效减少施工安全和固井质量事故的发生，更加安全和便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图1为本实用新型最佳实施例的主视结构示意图。
[0015]附图2为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。
[0016]附图3为附图2的六-八向剖视图。
[0017]附图中的编码分别为:1为水泥头本体，2为注浆通道，3为压帽，4为替浆进液接头，5为水泥浆进液接头，6为旋转挡销，7为上翻转铰接槽，8为销轴，9为下落复位指示针，10为下容纳槽，11为胶塞，12为阀芯，13为弧形限位台，14为固定端盖，15为驱动轴，16为开启手轮，17为限位插销，18为密封圈，19为磁铁环。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0019]在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0020]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0021〕 如附图1、2所示，该便捷开启式指示水泥头包括水泥头本体1、压帽3、替浆进液接头4、水泥浆进液接头5、旋转挡销6、挡销控制阀总成和指示装置；在水泥头本体1的内部有注浆通道2，在水泥头本体1的上端密封固定安装有能将注浆通道2封堵的压帽3 ；在水泥头本体1的上部有与注浆通道2相连通的替浆进液接头4 ；在水泥头本体1的下部有与注浆通道2相连通的水泥浆进液接头5 ；在替浆进液接头4和水泥浆进液接头5之间的注浆通道2内安装有能挡住胶塞11下行的旋转挡销6，在旋转挡销6左侧的注浆通道2内壁上有上翻转铰接槽7，旋转挡销6左端固定有销轴8，销轴8铰接安装在上翻转铰接槽7内；在旋转挡销6右侧的水泥头本体1上安装有能使旋转挡销6右端水平限位或解除限位实现翻转的挡销控制阀总成；在上翻转铰接槽7下端的的注浆通道2的内壁上有用于旋转挡销6翻转下落后容纳旋转挡销6的下容纳槽10 ；销轴8的前端穿过水泥头本体1并固定安装有能指示旋转挡销6开启和关闭的指示装置。通过控制挡销控制阀总成，解除限位，受旋转挡销6自身重力和胶塞11的推力作用，自上而下翻转下落至下容纳槽10内；从而解除对胶塞11的封堵，释放胶塞11 ；避免发生因挡销未开启到位而与下行的胶塞11发生磨损，使胶塞11能够顺利被释放，安全可靠；指示装置能准确指示出旋转挡销6的翻转状态，从而便于人们正确的判断胶塞11的下落情况，精准度高。
[0022]可根据实际需要，对上述便捷开启式指示水泥头作进一步优化或/和改进:
[0023]如附图2、3所示，指示装置包括下落复位指示针9和“开、关”的档位标识；销轴8的前端穿过水泥头本体1并固定安装有下落复位指示针9 ；在下落复位指示针9四周的水泥头本体1的前端面上有指示旋转挡销6翻转的“开、关”的标识。在水泥头本体1的前端面上分别设置“开”和“关”两个档位，当旋转挡销6翻转开启时，销轴8随旋转挡销6转动并带动下落复位指示针9从“关”档位转换“开”档位；当旋转挡销6复位时，销轴8随旋转挡销6转动并带动下落复位指示针9从“开”档位转换“关”档位，实现档位变换；使井口的固井操作人员在手动操作挡销控制阀总成时，能够及时了解注浆通道2内旋转挡销6是否翻转开启，从而正确的判断胶塞11的下落情况。
[0024]如附图2、3所示，挡销控制阀总成包括阀芯12、固定端盖14和驱动轴15 ；与旋转挡销6右侧的水泥头本体1有与注浆通道2相通的控制阀安装孔，在控制阀安装孔右部内安装有能转动的阀芯12，在阀芯12的左侧下端有向左凸起的弧形限位台13并位于控制阀安装孔内，旋转挡销6的右端搭在弧形限位台13上端的凹弧面上；在阀芯12的右端中部固定安装有驱动轴15，驱动轴15位于水泥头本体1的右部外；在控制阀安装孔右端固定安装有能将阀芯12水平移动限位的固定端盖14，固定端盖14套装在驱动轴15上。通过手动转动驱动轴15，使阀芯12在控制阀安装孔内转动，并带动弧形限位台13随阀芯12向上旋转，当弧形限位台13上旋至脱离旋转挡销6时，旋转挡销6绕销轴8自上而下翻转，解除封堵，释放胶塞11 ；当需要对胶塞11的封堵复位时，只需手动逆时针旋转销轴8至旋转挡销6水平，再手动转动驱动轴15，使弧形限位台13反方向向下旋转复位，实现弧形限位台13对旋转挡销6水平限位锁定；操作方便，省时省力。
[0025]如附图2、3所示，在固定端盖14右侧的驱动轴15上安装有与驱动轴15旋转限位并能传递转矩的开启手轮16 ；驱动轴15为截面呈多边形的转轴，开启手轮16的内部有与驱动轴15截面相对应的多边安装孔并套装在驱动轴15上。驱动轴15与开启手轮16之间可采用其他能够传递转矩的连接方式，便于人为手动旋转，方便操作。
[0026]根据需要，在固定端盖14的右端面上圆周均布有两个以上且孔数呈双数的限位插销17，与限位插销1对应的开启手轮16上分布有能将开启手轮16限位安装在限位插销1上的插孔。为便于精确的定位和操作，设定开启手轮16的开启旋转角为180。；当需要释放胶塞11时，操作人员手动旋转180°释放旋转挡销6，旋转挡销6翻转；当需要对胶塞11的封堵复位时，操作人员对阀芯12无论是正旋180。或反旋180。都能够使弧形限位台13回到原设定的对转动挡销翻转限位的位置，便于人员操作，简单方便；限位插销17能够锁定开启手轮16的旋转位置，从而控制阀芯12的开启和复位；防止因阀芯12随意转动，导致弧形限位台13无法复位的情况发生，提高阀芯12开启和复位的精确度和可靠性。
[0027]如附图2、3所示，固定端盖14为透盖，驱动轴15套装在固定端盖14的中心透孔内；在驱动轴15外侧的中心透孔上固定安装有能将开启手轮16吸附在固定端盖14的右端面上的磁铁环19。磁铁环19能将开启手轮16在人为手动旋转后自动吸附并限位在固定端盖14的限位插销17上，锁定开启手轮16的旋转位置；操作更方便可靠。
[0028]根据需要，注浆通道2为上宽下窄的变径通道，旋转挡销6上端的注浆通道2的内径大于胶塞11外径，旋转挡销6下端的注浆通道2的内径小于胶塞11外径。这样既易装胶塞11，又能平衡注水泥浆过程中胶塞11上下空间形成的压力差，有效地保护旋转挡销6。
[0029]如附图2、3所示，阀芯12外端与控制阀安装孔之间左右间隔固定安装有至少一道密封圈18 ；水泥头本体1上端与压帽3之间固定安装有密封圈18。密封圈18起到增加接触面密封性的作用。
[0030]如附图1、2所示，在水泥头本体1的下端有上宽下窄的锥形外螺纹。
[0031]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
[0032]本实用新型最佳实施例的使用过程:
[0033]首先，将本实用新型装于固井的井口处，将替浆进液接头4与替浆固井车通过输送管连接，水泥浆进液接头5与水泥浆固井车通过输送管连接；调节转轴使下落复位指示针9指示“关”档位的同时，旋转开启手轮16使弧形限位台13下旋对旋转挡销6水平限位；固井作业开始，投掷胶塞11至旋转挡销6上；先通过水泥浆进液接头5向井内注入水泥浆，待水泥浆注入完毕后，向右拉动开启手轮16，使其脱离限位插销17，再将开启手轮16旋转180。，此时开启手轮16通过阀芯12带动弧形限位台13旋转，使弧形限位台13脱离旋转挡销6，旋转挡销6翻转下落至下容纳槽10内，销轴8随旋转挡销6翻转的同时，带动下落复位指示针9从“关”档位转动至“开”档位，胶塞11因解除旋转挡销6封堵，随着向井内注入替浆液，胶塞11下行，进行替浆作业；开启手轮16在旋转180。后受磁铁环19向左吸附在固定端盖14上，并通过限位插销17限位；旋转挡销6复位时，只需手动逆时针旋转销轴8至旋转挡销6水平，再手动将开启手轮16正旋或反旋180。，使弧形限位台13向下旋转复位，使弧形限位台13对旋转挡销6水平限位锁定即可。
【权利要求】
1.一种便捷开启式指示水泥头，其特征在于包括水泥头本体、压帽、替浆进液接头、水泥浆进液接头、旋转挡销、挡销控制阀总成和指示装置；在水泥头本体的内部有注浆通道，在水泥头本体的上端密封固定安装有能将注浆通道封堵的压帽；在水泥头本体的上部有与注浆通道相连通的替浆进液接头；在水泥头本体的下部有与注浆通道相连通的水泥浆进液接头；在替浆进液接头和水泥浆进液接头之间的注浆通道内安装有能挡住胶塞下行的旋转挡销，在旋转挡销左侧的注浆通道内壁上有上翻转铰接槽，旋转挡销左端固定有销轴，销轴铰接安装在上翻转铰接槽内；在旋转挡销右侧的水泥头本体上安装有能使旋转挡销右端水平限位或解除限位实现翻转的挡销控制阀总成；在上翻转铰接槽下端的的注浆通道的内壁上有用于旋转挡销翻转下落后容纳旋转挡销的下容纳槽；销轴的前端穿过水泥头本体并固定安装有能指示旋转挡销开启和关闭的指示装置。
2.根据权利要求1所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于指示装置包括下落复位指示针和“开、关”的档位标识；销轴的前端穿过水泥头本体并固定安装有下落复位指示针；在下落复位指示针四周的水泥头本体的前端面上有指示旋转挡销翻转的“开、关”的标识。
3.根据权利要求2所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于挡销控制阀总成包括阀芯、固定端盖和驱动轴；与旋转挡销右侧的水泥头本体有与注浆通道相通的控制阀安装孔，在控制阀安装孔右部内安装有能转动的阀芯，在阀芯的左侧下端有向左凸起的弧形限位台并位于控制阀安装孔内，旋转挡销的右端搭在弧形限位台上端的凹弧面上；在阀芯的右端中部固定安装有驱动轴，驱动轴位于水泥头本体的右部外；在控制阀安装孔右端固定安装有能将阀芯水平移动限位的固定端盖，固定端盖套装在驱动轴上。
4.根据权利要求3所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于固定端盖右侧的驱动轴上安装有与驱动轴旋转限位并能传递转矩的开启手轮；驱动轴为截面呈多边形的转轴，开启手轮的内部有与驱动轴截面相对应的多边安装孔并套装在驱动轴上。
5.根据权利要求4所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于固定端盖的右端面上圆周均布有两个以上且孔数呈双数的限位插销，与限位插销对应的开启手轮上分布有能将开启手轮限位安装在限位插销上的插孔。
6.根据权利要求5所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于固定端盖为透盖，驱动轴套装在固定端盖的中心透孔内；在驱动轴外侧的中心透孔上固定安装有能将开启手轮吸附在固定端盖的右端面上的磁铁环。
7.根据权利要求3或4或5或6所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于上述阀芯外端与控制阀安装孔之间左右间隔固定安装有至少一道密封圈；水泥头本体上端与压帽之间固定安装有密封圈。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于注浆通道为上宽下窄的变径通道，旋转挡销上端的注浆通道的内径大于胶塞外径，旋转挡销下端的注浆通道的内径小于胶塞外径；或/和，水泥头本体的下端可有上宽下窄的锥形外螺纹。
9.根据权利要求7所述的便捷开启式指示水泥头，其特征在于注浆通道为上宽下窄的变径通道，旋转挡销上端的注浆通道的内径大于胶塞外径，旋转挡销下端的注浆通道的内径小于胶塞外径；或/和，水泥头本体的下端可有上宽下窄的锥形外螺纹。
【文档编号】E21B33/13GK204186347SQ201420595612
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】林建增, 郑永生, 彭为, 徐淼, 刘正勇, 傅特, 王玲 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司