一种用于地质钻探浅孔的井口装置的制作方法

本发明涉及地质钻井装备技术领域，特别是涉及一种用于地质钻探浅孔的井口装置。

背景技术：

在油气钻探时，井口往往安装防喷器，但体积庞大，操作复杂，成本高，不适用于地质钻探。因此，在地质钻探中，尤其浅孔，通常在井口，仅开挖一口凹槽来收集从井底返出的泥浆。在实际钻进过程中，由于井下压力波动常常造成泥浆从井口喷涌，尽管这不属于井喷事故，但是喷溅出的泥浆有时会浸染整个施工现场地面，造成对地面的污染，不利于环保，此外也影响施工工人的作业环境，有时喷出的泥浆会喷到人眼中造成伤害，有时工人衣服常被溅出的泥浆浸湿，导致施工进度缓慢。

起钻过程中，钻杆表面附着大量的泥浆，造成钻柱表面光滑，钻杆易脱落，造成危险，钻井结束后还需清洗钻柱等井下装备，费时费力，造成整个作业现场环境较差。

井口在钻进过程中由于钻柱振动和泥浆冲刷，易造成井口扩大，钻柱横向摆动加剧，不利于井下钻进安全；此外，井口的扩大又反过来使得钻柱横向振动空间变大，井口泥土松动，造成井口的不稳定因素大大增加。

但目前针对地质钻探中，尤其浅孔，还无相适应的井口装置来解决这一问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于地质钻探浅孔的井口装置，能够有效地收集井底返出的泥浆，并防止钻井过程中发生的泥浆喷涌，保护施工人员安全。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于地质钻探浅孔的井口装置，包括上端盖、下基座、上壳体、下壳体以及刮泥器；

所述上端盖与所述下基座通过螺栓连接，形成两端开口的腔体；所述上壳体和所述下壳体均位于所述腔体内，且所述上壳体通过第一推力轴承与所述上端盖连接，所述下壳体通过第二推力轴承与所述下基座连接；

所述刮泥器固定连接在所述上壳体与所述下壳体的接触端，所述刮泥器为内环呈漏斗状的圆环结构；所述刮泥器的内孔与外界钻杆过盈配合；

在所述上端盖的上表面上插入多根推动顶针，且多根所述推动顶针均位于所述刮泥器的上方；在所述下基座的侧表面上插入多根防脱针；所述推动顶针通过双杠杆、钢绳与所述防脱针连接；所述推动顶针的位移经由所述双杠杆传递给所述钢绳，进而传递给所述防脱针。

可选的，多根所述防脱针均匀的插设在所述下基座的侧表面上，并埋藏于所述下基座的内部；多根所述推动顶针均匀的插设在所述上端盖的上表面上，并埋藏于所述上端盖的内部。

可选的，所述防脱针为内部中空的圆柱形结构；所述防脱针的上端表面开设有沟槽，所述防脱针的顶端设置有钩子。

可选的，在所述上端盖和所述下基座上均设有与所述钢绳个数相同的通孔，且所述上端盖的通孔与所述下基座的通孔对应设置；所述推动顶针与所述双杠杆的前端连接，所述双杠杆的末端与所述钢绳的一端连接，所述钢绳的另一端与所述防脱针顶端的钩子固定连接。

可选的，所述防脱针的根数和所述推动顶针的根数均为4根。

可选的，所述上端盖和所述下基座均为内部为阶梯构造的类圆环结构；所述上端盖的上端口直径小于所述上端盖的下端口直径，所述下基座的上端口直径大于所述下基座的端口直径。

可选的，所述第一推力轴承固定安装在所述上端盖的内部台阶上；所述第二推力轴承固定安装在所述下基座的内部台阶上。

可选的，所述下基座的侧表面开设有泄流口；所述泄流口用于将喷溅的泥浆排除。

可选的，所述刮泥器的材质为弹性橡胶。

可选的，在所述上端盖的上表面设置有与所述双杠杆个数相同的保护壳；所述保护壳为长方形；所述推动顶针、所述双杠杆以及所述钢绳均位于所述保护壳内。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种用于地质钻探浅孔的井口装置，能够有效地收集井底返出的泥浆，并防止钻井过程中发生的泥浆喷涌，保护环境，改善工人的作业环境。

本发明提供的刮泥器能够在起钻时刮去钻杆表面附着的泥浆，降低了工人劳动强度，此外刮泥器能在起钻或泥浆喷涌时自动触发推动顶针弹出防脱针，使井口装置稳定在工作位置。

本发明提供的井口装置，能够防止井口扩大，改善钻杆受力状态，且体积小，便于携带，适用于地质钻探浅孔的高强度流动性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置的结构示意图；

图2为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置在防脱状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置中防脱针的结构示意图一；

图4为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置中防脱针的结构示意图二；

图5为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置俯视图的结构示意图；

图6为本发明实施例用于地质钻探浅孔的井口装置中下基座的结构示意图。

其中，上端盖1，下基座2，上壳体3，下壳体4，刮泥器5，第一推力轴承6，第二推力轴承7，推动顶针8，双杠杆9，钢绳10，防脱针11，泄流口12，保护壳13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1-6所示，本实施例提供的井口装置主要包括上端盖1，下基座2，上壳体3，下壳体4，刮泥器5。其中，上端盖1和下基座2均为内部为阶梯构造的类圆环结构，且上端盖1的上端口直径小于上端盖1的下端口直径，下基座2的上端口直径大于下基座2的下端口直径；刮泥器5为内环呈漏斗状的圆环结构，且刮泥器5的材质为弹性橡胶。

上端盖1的下端口与下基座2的上端口通过螺栓连接，形成两端开口的腔体；上壳体3和下壳体4均位于该腔体内，且上壳体3通过第一推力轴承6与上端盖1连接，下壳体4通过第二推力轴承7与下基座2连接。其中，第一推力轴承6和第二推力轴承7分别固定安装在上端盖1和下基座2的内部台阶上。上壳体3的下端面与下壳体4上端面接触。刮泥器5固定连接在上壳体3与下壳体4的接触端，以保证上壳体3、下壳体4与刮泥器5之间无相对运动。刮泥器5的内孔与外界钻杆过盈配合。

在上端盖1的上表面上插入多根推动顶针8，且推动顶针8位于刮泥器5的上方；在下基座2的侧表面上插入多根防脱针11，推动顶针8通过双杠杆9、钢绳10与防脱针11连接。

推动顶针8的位移经由双杠杆9传递给钢绳10，进而传递给防脱针11。具体为在上端盖1和下基座2上均设有与钢绳10个数相同的通孔，且上端盖1的通孔与下基座2的通孔对应设置。推动顶针8与双杠杆9的前端相连，钢绳10的一端与双杠杆9的末端连接，钢绳10的另一端穿过上端盖1和下基座2的通孔与防脱针11的顶端固定连接。

防脱针11的根数和推动顶针9的根数均为4根，且多根防脱针11均匀的插设在下基座2的侧表面上，并埋藏于下基座2的内部。防脱针11为内部中空的圆柱形结构；防脱针11的上端表面开设有沟槽，防脱针11的顶端设置有钩子，用于固定连接钢绳10。

多根推动顶针8也均匀的插设在上端盖1的上表面上，并埋藏于上端盖1的内部。

优选的，下基座2开设有泄流口12；泄流口12用于将喷溅的泥浆排除。

优选的，在上端盖1的上表面还设置有四个保护壳13；保护壳13为长方形，用于保护推动顶针8、双杠杆9以及钢绳10。

在使用时，需要事先在地面简单挖掘一个孔洞能将本发明提供的井口装置置于其中；当上壳体3和下壳体4随钻杆旋转时，井口装置保持静止；当钻杆向下运动时，刮泥器5与钻杆之间的摩擦力使刮泥器5向下方变形，刮泥器5内孔增大，与钻杆之间的摩擦力降低，方便钻杆下行；下壳体4的下端与下基座2形成密封结构，当泥浆向上喷溅时，泥浆沿着下壳体4流入密封结构，当密封结构被泥浆充满时，泥浆将会沿下基座4内壁流出起到保护推力轴承不被泥浆污染的作用；当喷溅的泥浆较多时，泥浆将会沿着泄流口12流出；当向上提拉钻杆时，刮泥器5与钻杆之间的摩擦力使刮泥器5向上方变形，刮泥器5内孔减小，能够有效的刮去钻杆表面附着的泥浆；在钻杆上行或喷涌的泥浆量过大时，造成刮泥器5向上运动从而变形，自动触发推动顶针8上行，推动顶针8的位移经由双杠杆9传递给钢绳10，进而传递给防脱针11；当钢绳10上行时，防脱针11从下基座2内探出，刺入孔洞内以此防止井口装置随着钻杆的上行而从原始位置上脱落，当钻杆完全拔出本井口装置后，刮泥器5复位，推动顶针8复位，防脱针11在双杠杆9和钢绳10的作用下复位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。