鉆井固井水泥頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油開發(fā)鉆井領域，尤其是鉆井固井時用的水泥頭。
【背景技術】
[0002]隨著深井、超深井鉆井技術的發(fā)展及海上和深井油氣開發(fā)具有高風險、高投入的特點，HSE (健康、安全、環(huán)保)要求越來越高，且面臨管柱超長、超重等問題，因此，常規(guī)水泥頭已經無法適應陸地鉆完井及海上油氣開發(fā)需求。目前，現(xiàn)有水泥頭的擋銷結構，一種是擋銷有水平布置的兩根，通過人工操作兩根擋銷向左右兩側移動打開通道，膠塞或坐封球下行。另一種是一根水平布置的擋銷，通過人工操作擋銷以一端為鉸支點另一端向下旋轉，打開通道，膠塞或坐封球下行。這兩種都存在擋銷打不開的情況，即膠塞沒有下行，會導致固井無法順利進行或套管內留膠塞事故，特別是油層完井固井作業(yè)時，一旦發(fā)生套管內留膠塞事故，將導致油井無法正常投產，而且后期修井費用昂貴。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鉆井固井水泥頭，能自動并且可靠釋放膠塞或坐封球。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:鉆井固井水泥頭，包括水泥頭體，在所述水泥頭體的上端螺紋連接上接頭，在水泥頭體內設置軸向布置的水泥頭主通孔和軸向布置的水泥頭副通孔，在水泥頭體上徑向設置擋銷旋塞孔，擋銷旋塞孔內設置擋銷旋塞，在擋銷旋塞上設置旋塞主通孔、旋塞副通孔、旋塞斜通孔，旋塞主通孔設置在水泥頭主通孔內的擋銷旋塞上，旋塞副通孔設置在水泥頭副通孔內的擋銷旋塞上，并且旋塞主通孔與旋塞副通孔垂直布置，旋塞斜通孔的一端與旋塞副通孔、另一端與水泥頭主通孔連通；所述擋銷旋塞的一端伸出水泥頭體后連接步進電機，擋銷旋塞的另一端伸出水泥頭體后連接旋塞示位桿。
[0005]本實用新型通過在水泥頭體中心孔(主通孔)一側設計有副通孔，軸向上設計有擋銷旋塞孔，孔內裝有擋銷旋塞，擋銷旋塞上設有兩個互相垂直的通孔，一個為主通孔，與水泥頭體主通孔對齊，一個為副通孔，與水泥頭體副通孔對齊，旋塞副通孔上端內側設有斜通孔，使旋塞副通孔與水泥頭主通孔聯(lián)通。擋銷旋塞一側裝有旋塞打開關閉指示桿，操作人員可通過觀察指示桿方向判斷旋塞孔處于什么位置。擋銷旋塞由步進電機帶動，使旋塞主通孔與水泥頭主通孔打開、旋塞副通孔與水泥頭副通孔關閉，或使旋塞主通孔與水泥頭主通孔關閉、旋塞副通孔與水泥頭副通孔打開。
[0006]本實用新型結構合理，強度高，使用壽命長，維護保養(yǎng)簡便；并且能可靠、準確地打開或關閉主通孔、副通孔，無須人工操作，實現(xiàn)了水泥頭向自動化方向發(fā)展，同時操作簡單安全。
[0007]作為本實用新型的改進，在所述水泥頭體的外壁上連接控制器外殼，步進電機設置在控制器外殼內，在控制器外殼內還設置電機座、控制器、電源，步進電機連接在電機座上，步進電機的信號輸入端連接控制器，電源給控制器和步進電機供電?？刂破魍鈿た杀Ｗo殼內部件，并且連接在水泥頭上整體性更好。擋銷旋塞一側裝有開關控制器，控制旋塞旋轉打開與關閉。擋銷旋塞開關控制器由無線遙控控制板控制，無線遙控控制板及電池固定在水泥頭體上，其外部有外殼罩住密封。當接收到打開指令時，控制器使旋塞旋轉90度，主通孔打開，副通孔關閉，指示桿由橫向轉為縱向，同時控制板檢測到旋塞以旋轉90度，并發(fā)出信號給無線遙控器，遙控器面板上顯示旋塞主孔打開，告知操作人員，膠塞或坐封球通過旋塞主孔下行。當接受到關閉指令時，旋塞反轉90度關閉主通孔，副通孔打開。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述電機座套在擋銷旋塞上，在電機座與擋銷旋塞之間設置第一軸承；在所述水泥頭體的外壁上設置端蓋安裝槽，端蓋安裝槽內設置端蓋，端蓋套置在擋銷旋塞上，端蓋與擋銷旋塞之間設置第二軸承。擋銷旋塞的兩端的軸承，降低運動過程中的摩擦系數(shù)，并保證回轉精度。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，在所述上接頭與水泥頭體之間設置第一 O型圈；在所述端蓋與擋銷旋塞之間還設置防塵圈，防塵圈設置在第二軸承的外側，在擋銷旋塞的兩端與水泥頭體之間均設置擋圈和第二O型圈。密封部位緊靠主通孔、副通孔一側，水泥漿不能進入旋塞孔腔內，減少了摩擦阻力，降低了旋轉扭矩。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，鉆井固井水泥頭包括水泥頭體1，水泥頭體I的上端螺紋連接上接頭2，在上接頭2與水泥頭體I之間設置第一 O型圈3。在水泥頭體I內設置軸向布置的水泥頭主通孔4和軸向布置的水泥頭副通孔5，在水泥頭體I上徑向設置三個擋銷旋塞孔6，每個擋銷旋塞孔6內均設置擋銷旋塞7，在擋銷旋塞7上設置旋塞主通孔8、旋塞副通孔9、旋塞斜通孔10，旋塞主通孔8設置在水泥頭主通孔4內的擋銷旋塞7上，旋塞副通孔9設置在水泥頭副通孔5內的擋銷旋塞7上，并且旋塞主通孔8與旋塞副通孔9垂直布置，旋塞斜通孔10的上端與旋塞副通孔9、下端與水泥頭主通孔4連通。
[0012]在水泥頭體I外連接控制器外殼11，控制器外殼11內設置步進電機12、電機座13、控制器23、電源22，擋銷旋塞7的一端伸出水泥頭體I后通過鍵或花鍵與步進電機12連接，步進電機12與電機座13連接。步進電機12的信號輸入端連接控制器23，電源22給控制器23和步進電機12供電。電機座13套在擋銷旋塞7上，在電機座13與擋銷旋塞7之間設置第一軸承14。擋銷旋塞7的另一端伸出水泥頭體I后連接旋塞示位桿15，在擋銷旋塞7的兩端與水泥頭體I之間均設置擋圈16和第二 O型圈17。在水泥頭體I的外壁上設置端蓋安裝槽18，端蓋安裝槽18內設置端蓋19，端蓋19套置在擋銷旋塞7上，端蓋19與擋銷旋塞7之間設置第二軸承20和J型防塵圈21，防塵圈21設置在第二軸承20的外側。
[0013]步進電機12帶動擋銷旋塞7正反旋轉90度，并由旋塞示位桿15進行顯示，步進電機正反旋轉90度由控制電路控制，當控制電路接收到開關信號時，就控制步進電機正轉或反轉90度，打開或關閉水泥頭體主通孔及副通孔。
【主權項】
1.鉆井固井水泥頭，包括水泥頭體，其特征在于:在所述水泥頭體的上端螺紋連接上接頭，在水泥頭體內設置軸向布置的水泥頭主通孔和軸向布置的水泥頭副通孔，在水泥頭體上徑向設置擋銷旋塞孔，擋銷旋塞孔內設置擋銷旋塞，在擋銷旋塞上設置旋塞主通孔、旋塞副通孔、旋塞斜通孔，旋塞主通孔設置在水泥頭主通孔內的擋銷旋塞上，旋塞副通孔設置在水泥頭副通孔內的擋銷旋塞上，并且旋塞主通孔與旋塞副通孔垂直布置，旋塞斜通孔的一端與旋塞副通孔、另一端與水泥頭主通孔連通；所述擋銷旋塞的一端伸出水泥頭體后連接步進電機，擋銷旋塞的另一端伸出水泥頭體后連接旋塞示位桿。2.根據權利要求1所述的鉆井固井水泥頭，其特征在于:在所述水泥頭體的外壁上連接控制器外殼，步進電機設置在控制器外殼內，在控制器外殼內還設置電機座、控制器、電源，步進電機連接在電機座上，步進電機的信號輸入端連接控制器，電源給控制器和步進電機供電。3.根據權利要求2所述的鉆井固井水泥頭，其特征在于:所述電機座套在擋銷旋塞上，在電機座與擋銷旋塞之間設置第一軸承；在所述水泥頭體的外壁上設置端蓋安裝槽，端蓋安裝槽內設置端蓋，端蓋套置在擋銷旋塞上，端蓋與擋銷旋塞之間設置第二軸承。4.根據權利要求3所述的鉆井固井水泥頭，其特征在于:在所述上接頭與水泥頭體之間設置第一 O型圈；在所述端蓋與擋銷旋塞之間還設置防塵圈，防塵圈設置在第二軸承的外側，在擋銷旋塞的兩端與水泥頭體之間均設置擋圈和第二 O型圈。
【專利摘要】鉆井固井水泥頭，涉及石油開發(fā)鉆井領域，包括水泥頭體，在水泥頭體的上端螺紋連接上接頭，在水泥頭體內設置水泥頭主通孔和水泥頭副通孔，在水泥頭體上徑向設置擋銷旋塞孔，擋銷旋塞孔內設置擋銷旋塞，在擋銷旋塞上設置旋塞主通孔、旋塞副通孔、旋塞斜通孔，旋塞主通孔設置在水泥頭主通孔內的擋銷旋塞上，旋塞副通孔設置在水泥頭副通孔內的擋銷旋塞上，并且旋塞主通孔與旋塞副通孔垂直布置，旋塞斜通孔的一端與旋塞副通孔、另一端與水泥頭主通孔連通；擋銷旋塞的一端連接步進電機，擋銷旋塞的另一端連接旋塞示位桿。本實用新型能可靠、準確地打開或關閉主通孔、副通孔，無須人工操作，實現(xiàn)了水泥頭向自動化方向發(fā)展，同時操作簡單安全。
【IPC分類】E21B33/13
【公開號】CN204663474
【申請?zhí)枴緾N201520322292
【發(fā)明人】魏軍
【申請人】揚州市馳城石油機械有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月19日