承压防漏型钻杆水泥头及其工作方法与流程

本发明涉及采矿设备，尤其涉及承压防漏型钻杆水泥头及其工作方法。

背景技术：

1、水泥头是指固井注水泥时，安装在套管顶端，连接套管及地面管汇的固井装置。通过水泥头可完成循环、注隔离液、注水泥浆、释放胶塞、替浆等作业，是固井作业地面管汇井口总枢纽；

2、现有水泥头在使用时，容易受外部因素干扰，造成水泥头外部受压凹瘪，造成水泥头管体内径形变，影响通过率，造成堵塞，以及管体与外接阀连接区产生暗伤，容易在高压高流速注入泥浆时，发生水泥头损坏，导致泥浆外溢泄漏；现有水泥头保护结构连接较为固定，无法快捷拆装水泥头进行检修，导致水泥头内局部易损部件损害严重仍持续使用，存在安全隐患，以及水泥头内部损害后导致整体检修维护成本提高；

3、针对上述的技术缺陷，现提出解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供承压防漏型钻杆水泥头及其工作方法，去解决现有水泥头在使用时，容易受外部因素干扰，造成水泥头外部受压凹瘪，造成水泥头管体内径形变，影响通过率，造成堵塞，以及管体与外接阀连接区产生暗伤，容易在高压高流速注入泥浆时，发生水泥头损坏，导致泥浆外溢泄漏；现有水泥头保护结构连接较为固定，无法快捷拆装水泥头进行检修，导致水泥头内局部易损部件损害严重仍持续使用，存在安全隐患，以及水泥头内部损害后导致整体检修维护成本提高的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：承压防漏型钻杆水泥头及其工作方法，包括外筒体，所述外筒体外壁一侧竖向并列设有多组固定座，所述外筒体外壁另一侧竖向并列设有多组限位插孔，所述外筒体内部设置有内筒体，且外筒体与内筒体之间安装有缓冲胶，所述内筒体内部设置有管体，且内筒体与管体之间设置有溢漏腔，所述管体底部外壁上设有内锁环，所述外筒体顶部卡接安装有顶盖，所述顶盖底部设有与内筒体连接的套环，所述外筒体底部设有与管体底部套接的套垫；

3、所述套垫内部设有与管体转动套接的内转筒，所述内转筒底部外壁上环形设有凸环，所述套垫底部设有与管体底部套接的保护垫。

4、优选的，所述固定座端面边缘设置有固定套，所述固定套内部滑动套接有滑套，所述滑套外壁上设有与固定套内壁滑动连接的滑块，且滑块内部设有与固定套内部连接的弹簧件，所述滑套内部设有贯穿外筒体和内筒体并与管体连接的外接阀。

5、优选的，所述限位插孔一端贯穿外筒体和内筒体并与管体连接，且限位插孔与外接阀呈上下高度错位设置，所述限位插孔内部滑动连接有挡销，所述外筒体底部固定设置有外锁槽，所述外筒体顶部内腔壁上环形阵列排布有多组卡槽，所述外筒体顶部和底部开口内腔壁上均环形阵列排布有多组限位块。

6、优选的，所述顶盖顶部边缘对称固定安装有吊扣，所述顶盖底部边缘设有与外筒体内壁和内筒体外壁连接的塞环，所述塞环表面套设有胶套，且塞环底部设有与限位块卡接的限位槽，所述顶盖顶部中心竖向贯穿设有竖孔，所述顶盖顶部中心对称设有靠近竖孔的卡座。

7、优选的，所述竖孔底部设有呈十字型阵列排布并贯穿顶盖的滑槽，多组所述滑槽内部均滑动连接有横移块，且横移块中部套设有与滑槽内壁中部连接的扭力弹簧，所述竖杆底部设有与横移块连接的锥头。

8、优选的，所述套垫顶部边缘设置有与外锁槽连接的外锁环，所述套垫内壁中部凹陷设有与凸环连接的凹环，所述套垫底部表面凹陷设有环形槽。

9、优选的，所述内转筒顶部边缘环形阵列排布有与限位块连接的弧形块，所述弧形块同一侧外壁上嵌入式滑动连接有锁杆，所述凸环上方设有嵌入在内转筒外壁上并与锁杆传动连接的拨动块，且拨动块外壁底部与凹环顶部接触连接，所述内转筒内腔底部设有与管体底部外壁上内锁环连接的内锁槽，所述内转筒顶部中心设有内筒体底部卡接的密封凸条。

10、优选的，所述保护垫顶部设有与环形槽螺纹连接的环形柱，所述保护垫顶部中心凹陷设有与管体底部适配的收纳槽。

11、优选的，该一体化加工设备的工作方法包括以下步骤：

12、水泥头运输过程：外部设有通过锁链与吊扣连接，并将水泥头吊起运输至运输车上，由保护垫接触运输车车厢底部，从而将整体水泥头竖立排放至运输车内，滑套展开并将外接阀延伸至固定套一端保护，外筒体对水泥头整体进行外部防护；

13、水泥头安装前序过程：当水泥头现场吊起安装过程中，将保护垫沿吊起的水泥头底部逆时针旋转，使得环形柱沿环形槽螺纹转动脱离，管体底部与收纳槽脱离暴露出来，将管体底部与固井内管道顶部对接；

14、水泥头安装换塞过程：拔掉限位杆，夹持竖杆沿竖孔上滑，使得锥头脱离横移块，扭力弹簧推动横移块沿滑槽滑动靠近竖孔，使得横移块一端与卡槽脱离，通过吊扣将顶盖抬升，从而打开外筒体，将单组挡销旋转插入靠近套垫的限位插孔内，并将下胶塞投入管体内，再将另一组挡销旋转拆入靠近顶盖的限位插孔内，将上胶塞投入管体内，把顶盖底部横移块对准卡槽方向并下滑进入外筒体内，直至套环接触内筒体和管体顶部，同时塞环底部限位槽与限位块卡接密封，下压竖杆，使得锥头接触并推挤横移块另一端，使得横移块沿滑槽滑动，且横移块一端与卡槽卡接，使用限位杆贯穿竖杆和卡座上限位孔；

15、水泥头安装使用过程：外接阀与外部泥浆管道连接，在水泥头注入泥浆过程中，内筒体与管体之间通过溢漏腔构成内部缓冲保护结构，密封凸条和塞环辅助内筒体与外筒体、顶盖和套垫之间构成密封环境，缓冲胶进一步反向辅助卸除内筒体承受泥浆外泄的冲力，配合外筒体构成内外多重保护结构，利用溢漏腔辅助管体进行二次无间断持续供料注入泥浆；

16、水泥头使用后维修过程：对水泥头进行初步拆除脱离固井管道后，旋转套垫，凹环沿凸环滑动并推动拨动块，拨动块推动锁杆滑动回收至弧形块内部，将套垫与内转筒脱离，进一步旋转内转筒，内锁槽沿内锁环转动，解除对内筒体和管体的固定，并打开顶盖，完成对外筒体的固定，实现外筒体和内筒体对半分开，并将管体根据外接阀沿固定套抽离内筒体和外筒体，方便整体水泥头拆装，以及对损坏部分进行局部更换。

17、本发明的有益效果：

18、（1）本发明通过滑套对管体外接阀进行保护，避免水泥头的外接阀在运输、存放或使用过程中遭受外部压力影响而产生形变以及损坏，降低水泥头与外接阀连接区域在使用过程中开裂、断开等问题；通过外筒体、缓冲胶和内筒体对管体进行外部多重套设保护，管体在运输、存放和使用过程中受外部因素导致形变、凹瘪，影响胶塞和泥浆运输效率；通过设置溢漏腔配合管体、内筒体使用，在管体外部构成防爆、防溢、防漏结构，保持管体表面或与外接阀连接区域损坏而泥浆外溢情况下，由溢漏腔对渗漏的泥浆进行密封收集，并促进管体进行二次持续性泥浆注入加工，降低管体损坏对固井泥浆注入的影响，同时利用缓冲胶吸收泥浆对内筒体内壁的冲击，配合外筒体构成水泥头内外多重双向保护结构；

19、（2）通过保护垫对水泥头底部管口进行封闭式保护，避免水泥头运输、存放或装配期间造成的磕碰损伤；通过套垫辅助外筒体、内筒体和顶盖使用，便于水泥头外部保护结构的快捷拆装，同时根据水泥头损坏部分进行针对性零件更换，降低水泥头损坏与维护成本。