本实用新型涉及油田钻井领域顶驱钻杆连接所用的接头，尤其是顶驱防溅保护接头。
背景技术：
在油田钻井接立柱或起钻卸扣后，总会有水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头喷溅到钻井平台上。这样不仅浪费钻井液，而且还会污染环境，危害操作人员的身体健康。
技术实现要素：
为了解决钻井接立柱或起钻卸扣后水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头处喷溅到钻井平台上的问题。本实用新型提供一种顶驱防溅保护接头。该顶驱防溅保护接头具有防止水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头处喷溅到钻井平台上的特点。
本实用新型的技术方案是：该顶驱防溅保护接头包括保护接头本体、硬质合金密封环、芯轴及活塞。保护接头上端与顶驱防喷阀内之间有硬质合金密封环，硬质合金密封环居中有锥形孔，硬质合金密封环下端面镶嵌聚四氟乙烯密封垫，芯轴下端有圆盘，圆盘上轴向有过液孔，芯轴上部有阶台，阶台上套有弹簧，芯轴通过下端圆盘固定在保护接头本体内阶台上，活塞套在芯轴上，活塞外中部有扶正环，活塞上端有与硬质合金密封环上锥形孔相配的锥面，保护接头本体下部外有阶台，阶台卡座在背钳上。
本实用新型具有如下有益效果：该顶驱防溅保护接头由于采用保护接头上端与顶驱防喷阀内之间有硬质合金密封环，硬质合金密封环居中有锥形孔，硬质合金密封环下端面镶嵌聚四氟乙烯密封垫，芯轴下端有圆盘，圆盘上轴向有过液孔，芯轴上部有阶台，阶台上套有弹簧，芯轴通过下端圆盘固定在保护接头本体内阶台上，活塞套在芯轴上，活塞外中部有扶正环，活塞上端有与硬质合金密封环上锥形孔相配的锥面，保护接头本体下部外有阶台，阶台卡座在背钳上的优化结构。利用硬质合金密封环及活塞配合关闭顶驱保护接头，有效防止水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头处喷溅到钻井平台上。该顶驱防溅保护接头具有耐冲蚀、通径大、防溅预紧力大、防上部接头脱落的优点。使用该接头后，每次接立柱时，可防止水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头处流到钻井平台上，降低顶驱内置遥控防喷阀的使用频率，延长顶驱主机的连续无故障工作时间。所以说该顶驱防溅保护接头具有防止水龙带及立管上部残余钻井液从顶驱保护接头处喷溅到钻井平台上的特点。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构示意图。
图中1-保护接头本体，2-硬质合金密封环，3-芯轴，4-活塞，5-聚四氟乙烯密封垫，6-弹簧，7-扶正环，8-背钳。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如附图所示，该顶驱防溅保护接头包括保护接头本体1、硬质合金密封环2、芯轴3及活塞4。保护接头上端与顶驱防喷阀内之间有硬质合金密封环2，硬质合金密封环2居中有锥形孔，硬质合金密封环2下端面镶嵌聚四氟乙烯密封垫5，芯轴3下端有圆盘，圆盘上轴向有过液孔，芯轴3上部有阶台，阶台上套有弹簧6，芯轴3通过下端圆盘固定在保护接头本体1内阶台上，活塞4套在芯轴3上，活塞4外中部有扶正环7，活塞4上端有与硬质合金密封环2上锥形孔相配的锥面，保护接头本体1下部外有阶台，阶台卡座在背钳8上。
该顶驱防溅保护接头的保护接头本体1外径部分设计一个台阶，台阶下部与背钳8和扶正套配合，台阶上部尺寸大于扶正套内径，一旦保护接头上部零件断裂，保护接头下落时台阶会卡在扶正套上，从而实现防止脱落的功能。芯轴3下部为圆盘式结构，钻有四个导流孔，用于泥浆的导引。芯轴3上部为长杆台阶式结构，在台阶较小直径上安装一个压缩弹簧6，安装后压缩弹簧6外径小于台阶较大直径。活塞4安装在芯轴和压缩弹簧6组件的上部，活塞4与芯轴3为孔轴配合，配合面装有动密封圈防止泥浆进入活塞内部。由于压缩弹簧6的作用，活塞4可以在芯轴3上进行阻尼运动，活塞4向右具有较大的推力。活塞4头部为锥形结构，锥面镀硬铬并研磨抛光，以保证其具有较好的耐冲蚀和密封性能。聚四氟乙烯密封垫5镶嵌在硬质合金环2两侧的环槽内，起到调整间距、减震密封的作用。硬质合金环2组件安装在保护接头和顶驱防喷阀之间的螺纹间隙内，通过安装调整垫片和聚四氟乙烯密封垫5实现同心安装、减震防松、防尘密封。硬质合金环2内部设计了一个锥面，该锥面与活塞4头部的锥面角度一致，活塞4在压缩弹簧6的挤压下压紧硬质合金环2，锥面实现密封，封隔钻具内部空间，实现防溅。压缩弹簧6的预紧力达到顶驱上部管路钻井液静液柱压力的4倍，以确保该阀芯具有可靠的防溅功能。阀芯的通径限制为φ60-65mm当量直径，以保证循环不憋压且流速稳定。该阀芯在开泵泵压达到1兆帕时可以完全打开以保证循环通畅，避免管线憋压。
该顶驱防溅保护接头应用原理：
1.弹簧6驱动式限压阀芯实现自动防溅
依靠压缩弹簧6的压缩行程和弹力，驱动活塞4与硬质合金密封环2进行压紧的打开。开泵时泵压达到1兆帕时，上部压力克服弹簧6推力，推开活塞4，建立循环空间。停泵时上部液柱压力依靠自身重力和活动钻具加速度仅为0.2-0.4兆帕压力，无法克服弹簧6推力，活塞4与硬质合金密封环2接触建立密封，自动关闭循环空间。
2.硬质合金配合锥面实现有效密封
硬质合金配合面通过配合研磨实现100%的啮合，配合面宽度达到8mm以上，其密封性能和抗冲蚀性能较高。
3.与顶驱配合台阶的设计实现防脱落
保护接头外部分为下段和上段两部分，下段与顶驱背钳8配合，上段直径大于下段5毫米，一旦顶驱主机上部接头段因断裂、松脱等原因发生脱落，在下移不超过0.2米时，上段台阶将卡在背钳上端面处，从而避免上部接头脱落。
4.与顶驱防喷阀配合使用延长阀件寿命
防溅保护接头能够自动防溅，使用该保护接头可在接单根时减少顶驱防喷阀的使用频率，只有在防溅效果不好时再使用顶驱防喷阀进行辅助，这种应用方式可以提高防喷阀的工作寿命。