權(quán)利要求書(shū): 1.一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,包括連接在中心管底端的活塞式泥漿止流閥總成,其包括活塞彈簧(1)、活塞(2)、活塞套(3)、閥芯彈簧支架(4)、閥芯彈簧(5)、閥芯(6)、止流閥閥座(9)和插入密封組件;其中,活塞(2)、活塞彈簧(1)和活塞套(3)自內(nèi)向外依次套裝;插入密封組件包括自上而下依次套裝在所述中心管(13)外側(cè)的上壓環(huán)(17)、密封膠筒(15)、下壓環(huán)(14)和壓帽(12);壓帽(12)頂端套裝并螺紋連接在所述中心管(13)的底端外側(cè),使上壓環(huán)(17)抵在設(shè)置于所述中心管(13)中部的第一環(huán)形凸臺(tái)的下端面上;所述活塞套(3)頂端套裝并固定在所述壓帽(12)的底端外側(cè),且其底端內(nèi)壁上設(shè)有第二環(huán)形凸臺(tái);所述活塞(2)為筒體結(jié)構(gòu),其頂端外壁上設(shè)有第三環(huán)形凸臺(tái),且上部?jī)?nèi)壁向內(nèi)凹陷形成有第一環(huán)形臺(tái)階,使套裝在所述活塞(2)外側(cè)的活塞彈簧(1)頂端抵在第三環(huán)形凸臺(tái)的下端面上、底端壓配在第二環(huán)形凸臺(tái)的上端面上;所述止流閥閥座(9)固定在所述活塞(2)的頂端內(nèi)側(cè),其中心通孔孔壁為內(nèi)徑自上而下依次增大的弧形壁面;所述閥芯(6)由自下而上依次連接固定的柱形桿、圓形支撐片和錐形橡膠端構(gòu)成,所述錐形橡膠端的外徑自上而下逐漸增大,形成一個(gè)形狀與尺寸均與止流閥閥座(9)的中心通孔的形狀與尺寸相適應(yīng)的錐形結(jié)構(gòu),使二者之間形成面密封;所述閥芯彈簧支架(4)為設(shè)置在所述活塞(2)內(nèi)側(cè),且壓配在第一環(huán)形臺(tái)階的上端面上的柱形體,所述柱形體中心開(kāi)設(shè)有插裝所述閥芯(6)的柱形桿通孔,且在所述柱形體上開(kāi)設(shè)有多個(gè)環(huán)繞所述柱形桿通孔的軸向過(guò)流孔;所述閥芯彈簧(5)呈微壓縮狀態(tài)套裝在所述閥芯(6)外側(cè),其頂端抵在圓形支撐片的底面上、底端壓配在所述閥芯彈簧支架(4)的頂面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,所述閥芯彈簧(5)呈微壓縮狀態(tài)套裝在所述閥芯(6)外側(cè),使所述閥芯(6)對(duì)所述止流閥閥座(9)的壓強(qiáng)不小于1.5MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,還包括由中空管(20)和多個(gè)聲波流量計(jì)(18)構(gòu)成的流量檢測(cè)短節(jié);所述中空管(20)底端螺紋連接在所述中心管(13)的頂端,多個(gè)所述聲波流量計(jì)(18)采用“N”型接法或“M”型接法固定在所述中空管(20)的外壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,所述中空管(20)的內(nèi)徑與泥漿泵送的壓力與排量相適應(yīng),使中空管內(nèi)腔在泥漿泵送時(shí)始終保持滿管泵送的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,所述中空管(20)頂端螺紋連接有一鉆桿接頭(21),所述鉆桿接頭(21)頂端內(nèi)壁設(shè)有用于與鉆機(jī)頂驅(qū)下端螺紋連接的連接內(nèi)螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,在~
所述中心管(13)外壁與所述上壓環(huán)(17)內(nèi)壁之間設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管(13)與所述上壓環(huán)(17)之間形成密封;在所述中心管(13)與所述壓帽(12)之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管(13)與所述壓帽(12)之間形成螺紋密封連接;在所述壓帽(12)與所述活塞套(3)之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述壓帽(12)與所述活塞套(3)之間形成螺紋密封連接;在所述活塞(2)的頂端外壁與所述活塞套(3)的內(nèi)壁之間設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述活塞(2)與所述活塞套(3)之間形成密封連接;在所述止流閥閥座(9)的外壁與所述活塞(2)的內(nèi)壁之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述止流閥閥座(9)與所述活塞(2)之間形成螺紋密封連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,在所述中心管(13)與所述中空管(20)之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管(13)與所述中空管(20)之間形成螺紋密封連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,其特征在于,在所述中空管(20)與所述鉆桿接頭(21)之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中空管(20)與所述鉆桿接頭(21)之間形成螺紋密封連接。
說(shuō)明書(shū): 頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及下套管作業(yè)時(shí)井口灌漿循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置。背景技術(shù)[0002] 傳統(tǒng)的下套管作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通常采用人工手持管線灌注鉆井液,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,井口作業(yè)環(huán)境差,存在安全隱患。尤其是在灌漿時(shí)套管管柱處于靜止?fàn)顟B(tài),深井中極易發(fā)生套管粘卡,造成后續(xù)的處理難度增加,作業(yè)時(shí)間增加。[0003] 已公開(kāi)專利CN203879429U公開(kāi)了一種自動(dòng)灌漿循環(huán)裝置,包括從上至下依次連接的鉆桿接頭、加長(zhǎng)接頭、芯軸、柔性管、泥漿閥和導(dǎo)向錐,加長(zhǎng)接頭上固定有系纜環(huán),系纜環(huán)上連接有安全鏈,芯軸與柔性管的連接處套設(shè)有連接接頭,位于連接接頭上方的芯軸外壁套設(shè)有密封總成。該自動(dòng)灌漿循環(huán)裝置長(zhǎng)度固定,且由于柔性管造成工具總長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng),在下套管作業(yè)時(shí)需要配備上、下氣動(dòng)卡盤(pán),10m長(zhǎng)單臂吊環(huán)和套管轉(zhuǎn)換吊卡?,F(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)存在以下問(wèn)題:一、灌漿循環(huán)裝置過(guò)長(zhǎng),而國(guó)內(nèi)鉆井現(xiàn)場(chǎng)最長(zhǎng)單臂吊環(huán)一般為5m,從鼠洞中吊套管時(shí)灌漿循環(huán)裝置將頂?shù)姐@臺(tái)面,導(dǎo)致下套管時(shí)需要一根長(zhǎng)轉(zhuǎn)換繩套,小絞車將套管吊裝到坡道頂端,再由轉(zhuǎn)換繩套將單根套管吊起,存在較多的安全隱患;二、上氣動(dòng)卡盤(pán)一旦開(kāi)關(guān)失靈,套管無(wú)法下放,需作業(yè)人員爬到高空手動(dòng)打開(kāi)上氣動(dòng)卡盤(pán),操作繁瑣。三、國(guó)內(nèi)鉆井現(xiàn)場(chǎng)下套管作業(yè)時(shí)很少配備上、下氣動(dòng)卡盤(pán)和10m長(zhǎng)單臂吊環(huán)和套管轉(zhuǎn)換吊卡,該裝置適用性較差。[0004] 已公開(kāi)專利CN204877269U公開(kāi)了一種石油鉆機(jī)下套管快速循環(huán)裝置,包含提環(huán)、安全繩、高壓油壬、高壓管、短鉆桿、擋板、密封皮碗、扶正圓柱、導(dǎo)向塊、軟管、導(dǎo)向頭和出液口。該循環(huán)裝置采用密封皮碗方式密封套管內(nèi)徑,由于皮碗承壓能力較低,隨著循環(huán)排量的加大,在皮碗上下壓差作用下有可能失封,無(wú)法徹底清洗巖屑床,達(dá)不到有效降阻目的。[0005] 可見(jiàn),目前下套管作業(yè)時(shí)人工灌漿計(jì)量不科學(xué)、不準(zhǔn)確,對(duì)下套管過(guò)程中起下載荷的判斷不準(zhǔn)確,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下異常。未及時(shí)灌滿,有可能造成以下情況:一、套管內(nèi)掏空嚴(yán)重,擠損套管附件倒流抽吸,環(huán)空液柱壓力驟降,造成井壁坍塌、鉆屑集中堵塞環(huán)空及套管內(nèi)空間。二、套管內(nèi)與環(huán)空壓差過(guò)大,造成套變或絲扣密封失效,帶來(lái)工程事故與經(jīng)濟(jì)損失。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種克服上述技術(shù)存在的不足,實(shí)現(xiàn)有效改善井口作業(yè)環(huán)境的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置。[0007] 為此,本發(fā)明技術(shù)方案如下:[0008] 一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,包括連接在中心管底端的活塞式泥漿止流閥總成,其包括活塞彈簧、活塞、活塞套、閥芯彈簧支架、閥芯彈簧、閥芯和止流閥閥座;其中,活塞、活塞彈簧和活塞套自內(nèi)向外依次套裝;所述活塞套頂端套裝并固定在所述壓帽的底端外側(cè),且其底端內(nèi)壁上設(shè)有第二環(huán)形凸臺(tái);所述活塞為筒體結(jié)構(gòu),其頂端外壁上設(shè)有第三環(huán)形凸臺(tái),且上部?jī)?nèi)壁向內(nèi)凹陷形成有第一環(huán)形臺(tái)階,使套裝在所述活塞外側(cè)的活塞彈簧頂端抵在第三環(huán)形凸臺(tái)的下端面上、底端壓配在第二環(huán)形凸臺(tái)的上端面上;所述止流閥閥座固定在所述活塞的頂端內(nèi)側(cè),其中心通孔孔壁為一內(nèi)徑自上而下依次增大的弧形壁面;所述閥芯由自下而上依次連接固定的柱形桿、圓形支撐片和錐形橡膠端構(gòu)成,所述錐形橡膠端的外徑自上而下逐漸增大,形成一個(gè)形狀與尺寸均與止流閥閥座9的中心通孔的形狀與尺寸相適應(yīng)的錐形結(jié)構(gòu),使二者之間形成面密封;所述閥芯彈簧支架為設(shè)置在所述活塞內(nèi)側(cè),且壓配在第一環(huán)形臺(tái)階的上端面上的柱形體,所述柱形體中心開(kāi)設(shè)有插裝所述閥芯的柱形桿通孔,且在所述柱形體上開(kāi)設(shè)有多個(gè)環(huán)繞所述柱形桿通孔的軸向過(guò)流孔;所述閥芯彈簧呈微壓縮狀態(tài)套裝在所述閥芯外側(cè),其頂端抵在圓形支撐片的底面上、底端壓配在所述閥芯彈簧支架的頂面上。[0009] 進(jìn)一步地,所述閥芯彈簧呈微壓縮狀態(tài)套裝在所述閥芯外側(cè),使所述閥芯對(duì)所述止流閥閥座的壓強(qiáng)不小于1.5MPa。[0010] 進(jìn)一步地,該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置還包括插入密封組件,其包括自上而下依次套裝在所述中心管外側(cè)的上壓環(huán)、密封膠筒、下壓環(huán)和壓帽;所述壓帽頂端套裝并螺紋連接在所述中心管的底端外側(cè),使上壓環(huán)抵在設(shè)置于所述中心管中部的第一環(huán)形凸臺(tái)的下端面上。[0011] 進(jìn)一步地,該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置還包括由中空管和多個(gè)聲波流量計(jì)構(gòu)成的流量檢測(cè)短節(jié);所述中空管底端螺紋連接在所述中心管的頂端,多個(gè)所述聲波流量計(jì)采用“N”型接法或“M”型接法固定在所述中空管的外壁上。[0012] 進(jìn)一步地,所述中空管的內(nèi)徑與泥漿泵送的壓力與排量相適應(yīng),使中空管內(nèi)腔在泥漿泵送時(shí)始終保持滿管泵送的狀態(tài)。[0013] 進(jìn)一步地,所述中空管頂端螺紋連接有一鉆桿接頭,所述鉆桿接頭頂端內(nèi)壁設(shè)有用于與鉆機(jī)頂驅(qū)下端螺紋連接的連接內(nèi)螺紋。[0014] 進(jìn)一步地,在所述中心管外壁與所述上壓環(huán)內(nèi)壁之間設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管與所述上壓環(huán)之間形成密封;在所述中心管與所述壓帽之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管與所述壓帽之間形成螺紋密封連接;在所述壓帽與所述活塞套之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述壓帽與所述活塞套之間形成螺紋密封連接;在所述活塞的頂端外壁與所述活塞套的內(nèi)壁之間設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述活塞與所述活塞套之間形成密封連接;在所述止流閥閥座外壁與所述活塞內(nèi)壁之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述止流閥閥座與所述活塞之間形成螺紋密封連接。[0015] 進(jìn)一步地,在所述中心管與所述中空管之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中心管與所述中空管之間形成螺紋密封連接。[0016] 進(jìn)一步地,在所述中空管與所述鉆桿接頭之間的螺紋連接端設(shè)置有至少一個(gè)密封圈,使所述中空管與所述鉆桿接頭之間形成螺紋密封連接。[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置的有益效果在于:[0018] 1)該灌漿循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)合理、安裝方便,操作簡(jiǎn)單,安全可靠,其活塞能夠相對(duì)于活塞套向外側(cè)伸出使該灌漿循環(huán)裝置長(zhǎng)度可變,不影響套管從鼠洞中吊裝,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需配備上、下氣動(dòng)卡盤(pán),長(zhǎng)單臂吊環(huán)以及套管轉(zhuǎn)換吊卡等,方便作業(yè);同時(shí),其活塞能夠在灌漿時(shí)提前伸入至套管內(nèi),能夠有效防止泥漿飄灑問(wèn)題,改善井口作業(yè)環(huán)境,在下放套管過(guò)程中即可灌漿,實(shí)現(xiàn)了邊下套管邊灌漿,大大縮短了作業(yè)周期;[0019] 2)該灌漿循環(huán)裝置的閥芯采用硫化橡膠,并與止流閥閥座之間采用錐面密封形式,相比球與球座的線密封,能夠有效保證停泵后泥漿不泄露;同時(shí),閥芯彈簧采用了預(yù)壓縮方式,保持閥芯相對(duì)于止流閥閥座的開(kāi)啟壓力不小于1.5MPa,保證了在停泵時(shí)能夠有效防止頂驅(qū)上行過(guò)程中留存在軟管線中的泥漿因液柱壓力造成繼續(xù)泄漏,避免鉆臺(tái)面污染;[0020] 3)該灌漿循環(huán)裝置通過(guò)加裝插入密封組件,使裝置在下行遇阻時(shí)能夠通過(guò)向套管內(nèi)塞入插入密封組件,實(shí)現(xiàn)在高循環(huán)壓力下套管內(nèi)的密封,徹底清洗巖屑床,有效起到降阻作用;同時(shí),插入密封組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,密封膠筒能夠根據(jù)施工的套管尺寸進(jìn)行相應(yīng)更換,滿足不同尺寸的套管施工要求;[0021] 4)該灌漿循環(huán)裝置通過(guò)加裝流量檢測(cè)短節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)泥漿灌漿進(jìn)行計(jì)量,能夠?yàn)榫聹?zhǔn)確情況提供科學(xué)的判斷依據(jù),確保及時(shí)灌漿,避免套管附件損毀,有效降低井下復(fù)雜事故發(fā)生。附圖說(shuō)明[0022] 圖1為本發(fā)明的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;[0023] 圖2為本發(fā)明的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置的剖視圖;[0024] 圖3為本發(fā)明的頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置的活塞式泥漿止流閥總成的剖視圖。具體實(shí)施方式[0025] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明,但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。[0026] 實(shí)施例1[0027] 一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置包括連接在中心管底端的活塞式泥漿止流閥總成;如圖3所示,該活塞式泥漿止流閥總成包括活塞彈簧1、活塞2、活塞套3、閥芯彈簧支架4、閥芯彈簧5、閥芯6和止流閥閥座9;其中,[0028] 活塞套3為筒體結(jié)構(gòu),其頂端套裝并固定在壓帽12的底端外側(cè),且其底端內(nèi)壁上設(shè)有第二環(huán)形凸臺(tái);[0029] 活塞2、活塞彈簧1和活塞套3自內(nèi)向外依次套裝;活塞2為筒體結(jié)構(gòu),其頂端外壁上設(shè)有第三環(huán)形凸臺(tái),且上部?jī)?nèi)壁向內(nèi)凹陷形成有第一環(huán)形臺(tái)階,使套裝在活塞2外側(cè)的活塞彈簧1頂端抵在第三環(huán)形凸臺(tái)的下端面上、底端壓配在第二環(huán)形凸臺(tái)的上端面上;初始狀態(tài)下,活塞彈簧1為未壓縮狀態(tài);[0030] 止流閥閥座9螺紋連接在活塞2頂端內(nèi)側(cè),其為中心開(kāi)設(shè)有軸向通孔的筒體結(jié)構(gòu),且其軸向通孔的孔壁加工為內(nèi)徑自上而下依次增大的弧形壁面;[0031] 閥芯6由自下而上依次連接的柱形桿、圓形支撐片和錐形橡膠端構(gòu)成,其中,柱形桿的頂端固定在圓形支撐片的底面中心處,錐形橡膠端的底面面積與圓形支撐片的面積相同,且其外徑自上而下逐漸增大,形成一個(gè)形狀與尺寸均與止流閥閥座9的中心通孔的形狀與尺寸相適應(yīng)的錐形結(jié)構(gòu),使閥芯6能夠置于止流閥閥座9的中心通孔內(nèi),且二者之間形成面密封;具體地,錐形橡膠端采用硫化橡膠制成,使其具有一定硬度,以保證其與止流閥閥座9的中心通孔孔壁之間形成緊密的面密封度,相對(duì)于常規(guī)的球與球座的線密封方式,能夠有效保證停泵后泥漿不泄露;[0032] 閥芯彈簧支架4為一柱形體結(jié)構(gòu),其設(shè)置在活塞2內(nèi)側(cè)且壓配在第一環(huán)形臺(tái)階的上端面上,閥芯彈簧支架4中心開(kāi)設(shè)有用于插裝閥芯6的柱形桿的柱形桿通孔,且在該柱形體上開(kāi)設(shè)有多個(gè)環(huán)繞柱形桿通孔的軸向過(guò)流孔,使泥漿通過(guò)多個(gè)軸向過(guò)流孔流入至下方套管內(nèi);[0033] 閥芯彈簧5呈微壓縮狀態(tài)套裝在閥芯6外側(cè),其頂端抵在圓形支撐片的底面上、閥芯彈簧5的底端壓配在閥芯彈簧支架4的頂面上;其中,閥芯彈簧5的壓縮量滿足閥芯6對(duì)止流閥閥座9的壓強(qiáng)為1.5MPa,使其相對(duì)于活塞彈簧1具有更大的運(yùn)動(dòng)阻力,同時(shí)在停泵時(shí)能夠有效防止游車大鉤上行過(guò)程中留存在軟管線中的泥漿因液柱壓力造成泥漿繼續(xù)泄漏,避免鉆臺(tái)面污染。[0034] 另外,為了保證裝置的密封性,在所述活塞2的頂端外壁上設(shè)有兩道密封圈8,使所述活塞2與所述活塞套3之間形成密封連接;在止流閥閥座9與活塞2相配合的連接外螺紋底端外壁上設(shè)置有一道密封圈7,使止流閥閥座9與活塞2之間形成螺紋密封連接。[0035] 該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置的工作原理為:[0036] 初始狀態(tài)下,活塞2在活塞彈簧1的作用下,保持其完全位于活塞套3內(nèi)側(cè),同時(shí),閥芯6在閥芯彈簧5的作用下緊緊抵在止流閥閥座9的中心通孔內(nèi),形成密封狀態(tài);而當(dāng)泥漿泵送至止流閥閥座9上方時(shí),止流閥閥座9首先在泥漿的推動(dòng)作用下下行,帶動(dòng)與之螺紋連接的活塞2下行,活塞彈簧1開(kāi)始呈壓縮狀態(tài),活塞2不斷下行,直至其底端伸入至下方套管內(nèi),與套管形成對(duì)接;接著,隨泥漿泵送壓力提升至1.5MPa以上,閥芯6在泥漿的推動(dòng)作用下下行,閥芯彈簧5呈進(jìn)一步被壓縮的狀態(tài),此時(shí),止流閥閥座9的中心通孔呈打開(kāi)狀態(tài),泥漿通過(guò)止流閥閥座9的中心通孔向下方流動(dòng),并通過(guò)閥芯彈簧支架4上的多個(gè)軸向過(guò)流孔繼續(xù)向下流動(dòng),進(jìn)入至套管內(nèi);待泥漿泵送結(jié)束后,關(guān)閉泥漿泵,此時(shí),止流閥閥座9和閥芯6失去泥漿的推動(dòng)作用,即分別在活塞彈簧1和閥芯彈簧5的作用下恢復(fù)至初始位置。[0037] 根據(jù)上述工作原理,該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上設(shè)計(jì)了活塞可相對(duì)于活塞套往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能,實(shí)現(xiàn)了裝置長(zhǎng)度可變的目的,解決了目前頂驅(qū)與吊卡之間的空間位置相對(duì)固定不可隨時(shí)調(diào)整,使工具不會(huì)接觸到鉆臺(tái)面,從而不影響套管從鼠洞中吊裝,同時(shí)實(shí)現(xiàn)邊下套管邊灌漿,有效防止作業(yè)時(shí)由風(fēng)或井口不居中造成的泥漿飄灑問(wèn)題,改善井口作業(yè)環(huán)境。[0038] 實(shí)施例2[0039] 一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,包括自上而下依次連接的插入密封組件和活塞式泥漿止流閥總成;其中,[0040] 如圖2所示,插入密封組件包括自上而下依次套裝在中心管13外側(cè)的上壓環(huán)17、密封膠筒15、下壓環(huán)14和壓帽12;具體地,[0041] 中心管13頂端外壁上設(shè)有連接外螺紋,對(duì)應(yīng)地,中空管20底端內(nèi)壁上設(shè)有與之相配合的連接內(nèi)螺紋,使中心管13頂端螺紋連接在中空管20底端;中心管13底端外壁上設(shè)有連接外螺紋,對(duì)應(yīng)地,壓帽12頂端內(nèi)壁上設(shè)有與之相配合的連接內(nèi)螺紋,使壓帽12頂端螺紋連接在中心管13底端;[0042] 中心管13上部局部凸起形成有第一環(huán)形凸臺(tái),使套裝在中心管13外側(cè)的上壓環(huán)17的頂端抵在第一環(huán)形凸臺(tái)的下端面上,同時(shí),下壓環(huán)14剛好壓配在壓帽12的上端面上;[0043] 下壓環(huán)14下部外壁加工為外徑自上而下逐漸減小的錐面,且在錐面部位處沿圓周方向開(kāi)設(shè)有多個(gè)斜向過(guò)流孔,每個(gè)斜向過(guò)流孔均為自錐面斜向向上開(kāi)設(shè),使斜向過(guò)流孔與中心管軸向之間的夾角為30°;[0044] 密封膠筒15的外徑大于施工時(shí)套管壁的內(nèi)徑,如針對(duì)內(nèi)徑為121.36cm的套管進(jìn)行施工時(shí),則采用外徑為130.2cm的密封膠筒15安裝在中心管13上;[0045] 活塞式泥漿止流閥總成的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的活塞式泥漿止流閥總成的結(jié)構(gòu)相同,其在連接關(guān)系上,具體地,活塞式泥漿止流閥總成的活塞套頂端內(nèi)壁上設(shè)有連接內(nèi)螺紋,對(duì)應(yīng)地,壓帽12的底端外壁上設(shè)有與之相配合的連接外螺紋,使活塞套螺紋連接在壓帽12底端。
[0046] 此外,在部件尺寸上,活塞式泥漿止流閥總成的最大外徑、壓帽12的外徑均略小于下壓環(huán)14和上壓環(huán)17的外徑;在材料選擇上,上壓環(huán)17和下壓環(huán)14均采用
鋁合金制成,能夠防止該插入密封組件B插入套管中時(shí)不會(huì)磨損套管螺紋;密封膠筒15采用市售的內(nèi)部具有金屬骨架的密封膠筒15,使其具有一定的承力作用;其中,密封膠筒15為單獨(dú)部件,因此可以根據(jù)待施工的套管尺寸進(jìn)行任意替換,以滿足不同尺寸的套管的施工要求。[0047] 為了保證裝置的密封性,在上壓環(huán)17的內(nèi)壁上設(shè)置有兩道密封圈16,使中心管13與上壓環(huán)17之間形成密封;在中心管13與壓帽12相配合的連接外螺紋底端設(shè)置有一道密封圈11,使中心管13與壓帽12之間形成螺紋密封連接;在壓帽12與活塞套3相配合的連接外螺紋頂端設(shè)置有一道密封圈10,使壓帽12與活塞套3之間形成螺紋密封連接。[0048] 該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置通過(guò)在活塞式泥漿止流閥總成上方設(shè)置插入密封組件,使當(dāng)套管下入遇阻時(shí),可以通過(guò)下放頂驅(qū)將插入密封組件插入套管內(nèi),套管內(nèi)井液在大排量、高循環(huán)壓力下通過(guò)下壓環(huán)14的過(guò)流孔進(jìn)入至密封膠筒15與中心管13之間的空隙中,擠壓密封膠筒15向外側(cè)擴(kuò)張、密封內(nèi)徑、建立循環(huán)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外循環(huán)壓力達(dá)到一個(gè)自平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)循環(huán)壓力進(jìn)入密封膠筒腔體內(nèi),密封膠筒內(nèi)外壓力會(huì)形成平衡,減小循環(huán)壓力對(duì)密封膠筒的影響,保證套管內(nèi)的密封,以大排量徹底清洗巖屑床為目的,有效起到降阻作用,保障作業(yè)安全。[0049] 實(shí)施例3[0050] 一種頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置,如圖1所示,包括自上而下依次連接的流量檢測(cè)短節(jié)A、插入密封組件B和活塞式泥漿止流閥總成C。[0051] 如圖2所示,流量檢測(cè)短節(jié)A包括中空管20和兩個(gè)聲波流量計(jì)18;其中,中空管20的內(nèi)徑與泥漿泵送的壓力與排量相適應(yīng),使中空管內(nèi)腔在泥漿泵送時(shí)始終保持滿管泵送的狀態(tài);兩個(gè)聲波流量計(jì)18采用“N”型接法固定在中空管20的底端外壁上中空管20底端螺紋連接在中心管13的頂端。[0052] 在中空管20頂端還設(shè)置有一鉆桿接頭21,具體地,鉆桿接頭21頂端內(nèi)壁加工有用于與鉆機(jī)頂驅(qū)下端螺紋連接的連接內(nèi)螺紋、底端內(nèi)壁加工有用于與中心管螺紋連接的連接內(nèi)螺紋,對(duì)應(yīng)地,中心管20頂端外壁上加工有與鉆桿接頭21底端內(nèi)壁處的連接內(nèi)螺紋相適應(yīng)的連接外螺紋,使中空管20與鉆桿接頭21螺紋連接固定。[0053] 插入密封組件和活塞式泥漿止流閥總成的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2中的插入密封組件和活塞式泥漿止流閥總成的結(jié)構(gòu)相同。[0054] 為了保持裝置的密封性,在中心管13與中空管20相配合的連接外螺紋的上方側(cè)壁上設(shè)置有一道密封圈19,使中心管13與中空管20之間形成螺紋密封連接;在中空管20與鉆桿接頭21相配合的連接外螺紋上方外壁上設(shè)置有一道密封圈22,使中空管20與鉆桿接頭21之間形成螺紋密封連接。[0055] 該頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置通過(guò)在插入密封組件B上方設(shè)置流量檢測(cè)短節(jié),實(shí)現(xiàn)為井下準(zhǔn)確情況提供科學(xué)的判斷依據(jù),確保及時(shí)灌漿,避免套管附件損毀,有效降低井下復(fù)雜事故發(fā)生。
聲明:
“頂驅(qū)鉆機(jī)用泵壓式灌漿循環(huán)裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)