CN105569588A - 一种井口装置现场安装专用清洗头 - Google Patents
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Abstract
一种井口装置现场安装专用清洗头，由管柱、旋转体、圆螺母、滚动轴承、堵头、喷嘴部件和密封圈所组成。在管柱下方不同直径的阶梯形圆柱体上，用一只滚动轴承、一个圆螺母和一道O型密封圈，轴向支撑和连接着一个大直径的中心有台阶孔的旋转体；在旋转体外圆周面上，均布着数个台阶形凹槽，在台阶形凹槽中分别装有数对轴心线相互垂直的堵头和喷嘴部件；每个堵头封堵着旋转体中均布的一个径向孔，每个喷嘴部件中的内孔均与旋转体中均布的一个径向孔垂直连通，旋转体中均布的径向孔均与管柱下方均布的径向孔和中心的主流孔相通；在管柱和旋转体配合的缝隙之间，在管柱和旋转体中均布的径向孔的上方和下方，装有上密封圈和下密封圈。该清洗头具有通用性强、能自动旋转和清洗效率高的特点。
Description
所属技术领域
本发明涉及石油机械，井口装置安装的辅助工具“清洗头”的设计。
背景技术
井口装置包括套管头、油管头和采油树三大组成部分；在石油、天然气钻采作业过程中，根据其钻井的进程，会先后安装套管头、油管头和采油树，其作业时间，少则十几天、多则几个月。随着油气资源的日益减少和钻采技术的发展，油气井越钻越深、压力越来越高，井口装置中的套管头结构，也从单级向双级和多级化方向发展，其安装的过程越来越复杂，作业的时间也越来越长。
钻井作业都在荒郊野外进行，工作环境恶劣，晴天一身灰、雨天一身泥是正常现象；特别是我国的陆上油气田，主要集中在西北地区，风砂大是影响钻井作业和井口装置安装的一件麻烦事。无孔不入的泥砂，会使井口装置中的精密零部件无法准确配合，会使众多的密封件失效，会使整个井口装置不能适应高温、高压的工作要求。目前，部分工程队在安装套管头、油管头时，采取人工冲洗方法；由于孔深口小，人工冲洗不仅费时费力，而且清洗效果差。也有部分工程队配备使用无喷嘴、不旋转的简易清洗头，清洗时，有死角、耗水多、时间长。因此，在钻采作业过程中，使用专用的高性能清洗头与钻井设备配套，深入到套管头和油管头的内腔中去清洗泥砂，以保证多级套管悬挂器和油管悬挂器等零部件的准确安装，保证井口装置的耐温耐压性能，就很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用性强、水压力高、自动旋转和洗净度好的井口装置现场安装专用清洗头。
本发明由管柱、旋转体、圆螺母、滚动轴承、堵头、喷嘴部件和密封圈所组成，其独特之处是：在管柱下方不同直径的阶梯形圆柱体上，用一只滚动轴承、一个圆螺母和一道O型密封圈，轴向支撑和连接着一个大直径的中心有台阶孔的旋转体；在旋转体外圆周面上，均布着数个台阶形凹槽，在台阶形凹槽中分别装有数对轴心线相互垂直的堵头和喷嘴部件；每个堵头封堵着旋转体中均布的一个径向孔，每个喷嘴部件中的内孔均与旋转体中均布的一个径向孔垂直连通，旋转体中均布的径向孔均与管柱下方均布的径向孔和中心的主流孔相通；在管柱下方不同直径的阶梯形圆柱体和旋转体中心的台阶孔配合缝隙之间，在管柱和旋转体中均布的径向孔的上方和下方，装有上密封圈和下密封圈。
由于本发明安装在钻杆的下方使用，高高的井架能使清洗水产生很高的压力，可以提高清洗的力度；旋转体上数个均布的喷嘴部件，喷水均匀，且向着同一个旋转方向，其反作用力能推动旋转体围绕着管柱自动旋转，使清洗不留死角，从而提高工作效率，减少用水量，保证井口装置的安装和使用质量。
附图说明
图1为本发明整体结构的半剖视示意图；
图2为本发明图1中A-A处，喷嘴部件及水流通道的剖切示意图。
附图中标号所示的零部件名称如下：
1、管柱，2、旋转体，3、滚动轴承，4、圆螺母，5、O型密封圈，6、下密封圈，7、堵头，8、上密封圈，9、喷嘴部件，9-1、芯柱，9-2、罩壳，9-3、铜垫圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明中，管柱(1)、旋转体(2)、圆螺母(4)和喷嘴部件(9)为主要零部件，其它为联接件和密封件。
管柱(1)的上端是锥形螺柱，用与井架上的钻杆联接；下端是细牙螺柱，用来联接带O型密封圈(5)的圆螺母(4)；上方是裸露的圆柱体，下方是不同直径的阶梯形圆柱体；从上端面中心处进入的主流孔，其末端与管柱(1)下方数个均布的径向孔相通；在均布的径向孔外口处的圆柱体上，加工有一道均衡压力的环形槽。
旋转体(2)的上端边是45°倒角，下端边是60°倒角，中间是圆柱体，中心是不同直径的台阶孔；在中间圆柱体的外圆周面上，加工有数个均布的台阶形凹槽；在均布的台阶形凹槽中，加工有数个均布的与中心台阶孔相通的径向孔和与径向孔垂直相通的转向孔，径向孔和转向孔的外口处，均加工有内螺纹，用于安装堵头(7)和喷嘴部件(9)。
圆螺母(4)是截面为矩形的圆环，上下是平面，中间是细牙螺孔，外圆周面上加工有一凹槽，内装O型密封圈(5)；在其下平面上，还钻有数个均布的盲孔，用于圆螺母(4)的拆装。
喷嘴部件(9)由芯柱(9-1)、罩壳(9-2)和铜垫圈(9-3)所组成；芯柱(9-1)的一端，加工成外大内小的圆锥体，用于引导水流呈环状喷出；与圆锥体相连的是螺柱体，用于联接罩壳(9-2)；芯柱(9-1)的另一端是螺柱体，用与旋转体(2)上的转向孔相联接；与螺柱体相连的是棱柱体，以便于扳手拆装；在不同形体的交汇处加工有退刀槽，在棱柱体的两端面处各装有一片铜垫圈(9-3)，以防泄漏；从螺柱体的一端向内，加工有一个粗盲孔；从圆锥体的一端与螺柱体交汇处向内，加工有数个均布的与粗盲孔相通的细斜孔，以便均匀的分布水流。
以上主要零部件装配时，将管柱(1)下方不同直径的阶梯形圆柱体插入旋转体(2)中心的台阶孔中，用一只滚动轴承(3)、一个圆螺母(4)和一道O型密封圈(5)轴向支撑和连接。在旋转体(2)外圆周面上，均布的数个台阶形凹槽中，分别装上数对轴心线相互垂直的堵头(7)和喷嘴部件(9)；每个堵头(7)封堵着旋转体(2)中均布的一个径向孔，每个喷嘴部件(9)中的内孔均与旋转体(2)中均布的一个径向孔垂直连通，旋转体(2)中均布的径向孔均与管柱(1)下方均布的径向孔和中心的主流孔相通，形成水流的通道。在管柱(1)和旋转体(2)配合的缝隙之间，在管柱(1)和旋转体(2)中均布的径向孔的上方和下方，装有上密封圈(8)和下密封圈(6)，以防清洗水流失。
旋转体(2)中均布的径向孔、外圆周面上均布的数个台阶形凹槽、以及凹槽中安装的数对轴心线相互垂直的堵头(7)和喷嘴部件(9)，其数量相等，限定在2～6之间；图1和图2是本发明中，旋转体(2)的径向孔、台阶形凹槽、堵头(7)和喷嘴部件(9)，数量均为4的一个实施例。
在管柱(1)和旋转体(2)的下方，支撑和连接两者的一只滚动轴承(3)，选用的是单向推力球轴承；其它形式的轴承虽然可用，但不是最佳方案。另外，在管柱(1)和旋转体(2)配合的缝隙之间、以及两者均布的径向孔的上方和下方安装的上密封圈(8)和下密封圈(6)，选用的均是Y形橡胶密封圈；两道Y形橡胶密封圈的开口，均向着管柱(1)和旋转体(2)中均布的径向孔，在水压的作用下，能自动增强其密封性能；其它形式的密封圈虽然也可以使用，但难有同等的效果。
Claims (7)
1.一种井口装置现场安装专用清洗头，由管柱、旋转体、圆螺母、滚动轴承、堵头、喷嘴部件和密封圈所组成，其特征是：在管柱(1)下方不同直径的阶梯形圆柱体上，用一只滚动轴承(3)、一个圆螺母(4)和一道O型密封圈(5)，轴向支撑和连接着一个大直径的中心有台阶孔的旋转体(2)；在旋转体(2)外圆周面上，均布着数个台阶形凹槽，在台阶形凹槽中分别装有数对轴心线相互垂直的堵头(7)和喷嘴部件(9)；每个堵头(7)封堵着旋转体(2)中均布的一个径向孔，每个喷嘴部件(9)中的内孔均与旋转体(2)中均布的一个径向孔垂直连通，旋转体(2)中均布的径向孔均与管柱(1)下方均布的径向孔和中心的主流孔相通；在管柱(1)下方不同直径的阶梯形圆柱体和旋转体(2)中心的台阶孔配合缝隙之间，在管柱(1)和旋转体(2)中均布的径向孔的上方和下方，装有上密封圈(8)和下密封圈(6)。
2.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：管柱(1)的上端是锥形螺柱，下端是细牙螺柱；上方是裸露的圆柱体，下方是不同直径的阶梯形圆柱体；从上端面中心处进入的主流孔，其末端与管柱(1)下方数个均布的径向孔相通；在均布的径向孔外口处的圆柱体上，加工有一道均衡压力的环形槽。
3.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：旋转体(2)的上端边是45°倒角，下端边是60°倒角，中间是圆柱体，中心是不同直径的台阶孔；在中间圆柱体的外圆周面上，加工有数个均布的台阶形凹槽；在均布的台阶形凹槽中，加工有数个均布的与中心台阶孔相通的径向孔和与径向孔垂直相通的转向孔，径向孔和转向孔的外口处，均加工有内螺纹。
4.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：喷嘴部件(9)由芯柱(9-1)、罩壳(9-2)和铜垫圈(9-3)所组成；芯柱(9-1)的一端，加工成外大内小的圆锥体，与圆锥体相连的是螺柱体；芯柱(9-1)的另一端是螺柱体，与螺柱体相连的是棱柱体；在不同形体的交汇处加工有退刀槽，在棱柱体的两端面处各装有一片铜垫圈(9-3)；从螺柱体的一端向内，加工有一个粗盲孔；从圆锥体的一端与螺柱体交汇处向内，加工有数个均布的与粗盲孔相通的细斜孔。
5.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：旋转体(2)中均布的径向孔、外圆周面上均布的数个台阶形凹槽、以及凹槽中安装的数对轴心线相互垂直的堵头(7)和喷嘴部件(9)，其数量相等，限定在2～6之间。
6.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：在管柱(1)和旋转体(2)的下方，支撑和连接两者的一只滚动轴承(3)，选用的是单向推力球轴承。
7.根据权利要求1所述的井口装置现场安装专用清洗头，其特征是：在管柱(1)和旋转体(2)配合的缝隙之间、以及两者均布的径向孔的上方和下方安装的上密封圈(8)和下密封圈(6)，选用的均是Y形橡胶密封圈；两道Y形橡胶密封圈的开口，均向着管柱(1)和旋转体(2)中均布的径向孔。
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