井口安全装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种井口安全装置，属于钻井井口用安全装置技术领域。


背景技术：

2.在钻井过程中，当进行钻具起升作业时，泥浆会附着在钻具上，最常用的办法是钻工用长条刮泥带，手工把钻具上的泥浆刮下，由于是长时间暴露在钻台上，存在较大的危险性和安全隐患，而且劳动强度大；或者用橡胶刮泥器，但其寿命短且安装使用不方便；所以需要发明一种全自动刮泥装置；还有起升钻具过程中需要从吊环上频繁拆挂吊卡，由于吊环高度不好掌握，每次吊环挂吊卡时需要司钻微调吊环的高度，而微调的吊环高度不够精确，存在发生蹦单吊环安全隐患。钻井现场虽有电子控制的：石油钻机预防单吊环装置(zl201520312306.0)，但是结构复杂，需要充电，且部件易损坏易掉落，形成新的安全隐患。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种井口安全装置。
4.本实用新型所述的井口安全装置，包括安装于转盘上的安全装置，安全装置包括左右成对的对接板、以及设置于对接板上的气扫管和限位板，其中：对接板的侧部加工有半圆槽，左右两个半圆槽构成钻具上下移动的圆形通道；气扫管分为依次连接的半圆管和直管，左右两个半圆管围绕圆形通道设置，且半圆管内缘下方开设有朝向圆形通道中心喷射气流的出气孔/排气嘴/割缝；直管一端与半圆管相连，另一端延伸至对接板边缘与气路接头相连；限位板靠近井口的一端用铰链固定在对接板上，另一端通过升降螺栓安装在对接板上，左右两个限位板对齐后组成同一个斜面，两个限位板形成的斜面用于限制吊环下降的高度。
5.由于井口的钻具上带有泥浆，并且用来起升钻具的吊环定位比较困难，所以提出了本套井口安全装置。一方面，在钻具经过的圆形通道处设置气扫管，通过气扫管喷出的高压气体实现泥浆快速刮泥；另一方面，增加限位板，利用吊环自身重力和限位板的斜面，吊环下放在该斜面上的总长度，正好是吊环垂直井口钻台面刚好挂扣井口吊卡的高度，也就是把吊环从该斜面上移动到井口时，吊环的圆环正好与井口吊卡的卡扣平行，此时不用司钻微调游车，吊环就能轻松地挂入井口吊卡的卡口中。本套井口安全装置同时具有自动刮泥和自动定位吊环高度的功能，为了精简结构，特将限位板和气扫管都集成在对接板上；同时为了便于观察井口位置，快速放置对接板，特将对接板拆分成对称的两部分，效率更高。
6.优选地，所述对接板为钢板材质，气扫管焊接在对接板的边缘上。
7.限位板在靠近井口的一端用铰链固定在对接板上，另一端通过升降螺栓安装在对接板上，左右两个限位板对齐后组成同一个斜面，两个限位板形成的斜面用于限制吊环下降的高度。通过调节升降螺栓控制斜面的倾角大小。
8.优选地，所述气扫管为通气金属管线，气扫管的半圆管上均布有出气孔/排气嘴/割缝的喷气道。
9.气扫管为呈弯钩状结构的一根管，左右对称组成完整的喷气道。根据实际刮泥需要，每段半圆管上可以设置多孔喷气道，不限于两段。气扫管起作用的主要就是半圆管，半圆管需要喷出高压气体对钻具上的泥浆进行刮泥。而半圆管和气源之间的直管则仅仅起到连接作用，根据实际需要也可以改成其他形状，都不影响本装置的使用。
10.优选地，所述出气孔/排气嘴/割缝的朝向设置为垂直偏下15
°
～60
°
，且汇聚至圆形通道中心处一点。
11.由于钻具是由下而上拔起，其上的泥浆如果直接向下掉落则最符合刮泥要求，因此出气孔/排气嘴/割缝朝向为水平或者向上则都不可行，因此特将朝向设置为向下。根据钻具起升的速度，当出气孔/排气嘴/割缝沿水平方向朝下大约15
°
～60
°
时，既保证高压气体在该路径内作用力不会衰减，又能让泥浆不会四溅到井口周围各处，刮泥效果最佳。
12.优选地，所述直管通过气路接头与外接的气源相连，气源通过直管再从半圆管急速排出高压气体，形成对井口钻具斜向下冲刷刮泥的作用力。
13.直管的作用是连接半圆管和气源。高压气体是对钻具上的泥浆进行刮泥的主要动力，用于替代人工刮泥，提高刮泥效率。
14.优选地，所述限位板为金属块，前端通过铰链固定在对接板上，另一端通过升降螺栓安装在对接板上，左右两个金属块对齐后组成同一个斜面。
15.在没有限位板时，吊环直接坐落在钻台上，吊环下放高度较低，此时把吊环移动到井口吊卡处，吊环往往过度下放，司钻需要向上微调吊环，才能将吊环放入井口吊卡的卡口中，而此时极易发生单吊卡事故。而增加了限位板之后，吊环斜放在限位板上，吊环下放的长度正好是吊环游动到井口时与井口吊卡的卡口相对应的高度。司钻不需要微调吊环高度，吊环就能轻松地扣到井口的吊卡上。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的井口安全装置，结构简单，加工生产方便，安装使用简单，可有效减轻井口作业人员的劳动强度和安全风险，减少了钻具泥浆去除不净形成的环空泥饼堆积；降低了因吊环下放多余长度引起的蹦单吊环安全隐患。
附图说明
17.图1是本实用新型的俯视图。
18.图2是左侧的对接板的结构示意图。
19.图3是本实用新型的左视图。
20.图4是气扫管的结构原理图。
21.图中：1、转盘；2、对接板；3、气扫管；31、半圆管；32、直管；33、气路接头；34、出气孔/排气嘴/割缝；35、喷气道；4、限位板；41、铰链；42、升降螺栓。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1和图3所示，本实用新型所述的井口安全装置，包括安装于转盘1上的安全装
置，安全装置包括左右成对的对接板2、以及设置于对接板2上的气扫管3和限位板4，其中：对接板2的侧部加工有半圆槽，左右两个半圆槽构成钻具上下移动的圆形通道；气扫管3分为依次连接的半圆管31和直管32，左右两个半圆管31围绕圆形通道设置，且半圆管31内缘下方开设有朝向圆形通道中心喷射气流的割缝；直管32一端与半圆管31相连，另一端延伸至对接板2边缘与气路接头33相连；限位板4为金属板，限位板4靠近井口端用铰链41与对接板2相连，限位板4上端通过升降螺栓42与对接板2相连，升降螺栓42用于调节限位板的斜面倾角，该斜面用于限制吊环下降的高度。在本实用新型实施列中，升降螺栓，可以用其它升降器代替，只要能实现调节限位板的角度，都在本实用新型的保护范围。
24.由于井口的钻具上带有泥浆，并且用来起升钻具的吊环准确定位比较困难，所以提出了本套井口安全装置。一方面，在钻具经过的圆形通道处设置气扫管3，通过气扫管3喷出的高压气体实现泥浆快速刮泥；另一方面，增加可升降的限位板4，利用吊环自身重力和限位板4的斜面限定吊环的下降高度。本套井口安全装置同时具有自动刮泥和自动定位吊环高度的功能，为了精简结构，特将限位板4和气扫管3都集成在对接板2上；同时为了便于快速放置对接板2，在对接板2上安装有吊装鼻扣，便于吊装、效率更高。
25.参照图2所示，所述对接板2为钢板材质，对接板2上预留有配合气扫管3的凹槽，以及配合限位板4的安装孔。
26.根据实际需要，对接板2与气扫管3之间可以采用焊接方式固定；限位板4也可以采用铰链或者固定件的方式固定。对接板之间在工作状态时用铰链连接。
27.参照图4所示，所述气扫管3为通气金属管线，气扫管3的半圆管31上均布有出气孔/排气嘴/割缝34的喷气道35。
28.气扫管3为呈弯钩状结构的一根管，左右对称组成完整的喷气道35。根据实际刮泥需要，每段半圆管31上可以设置多孔喷气道35。气扫管3起作用的主要就是半圆管31，半圆管31需要喷出高压气体对钻具上的泥浆进行刮泥。而半圆管31和气源之间的直管32则仅仅起到连接作用，根据实际需要也可以改成其他形状，都不影响本装置的使用。
29.参照图4所示，所述出气孔/排气嘴/割缝34的朝向设置为垂直偏下15
°
～60
°
，且汇聚至钻具的四周上。
30.由于钻具是由下而上拔起，其上的泥浆如果直接向下掉落则最符合刮泥要求，因此出气孔/排气嘴/割缝34朝向为水平或者向上则都不可行，因此特将割缝设置为向下。根据钻具起升的速度，当出气孔/排气嘴/割缝34朝下大约15
°
～60
°
时，既保证高压气体在该路径内作用力不会衰减，又能让泥浆不会四溅到井口周围各处，刮泥效果最佳。
31.所述直管32通过气路接头33与外接的气源相连，气源通过直管32再从半圆管31急速排出高压气体，形成对井口钻具斜向下冲刷刮泥的作用力。
32.直管32的作用是连接半圆管31和气源，高压气体是对钻具上的泥浆进行刮泥的主要动力，用于替代人工刮泥，提高刮泥效率。
33.所述限位板4为靠近井口一端通过铰链41固定在对接板2上的金属块，另一端通过可升降螺栓42与对接板相连，左右两个金属块对齐后组成同一个斜面。
34.在没有限位板时，司钻需要微调游车高度才能将吊环准确放到井口吊卡的卡口里，而增加了限位板4之后，吊环斜放在限位板4上，吊环的下放长度正好是吊环游动到井口时与井口吊卡的卡口相对应的高度。
35.本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的井口安全装置，结构简单，加工生产方便，安装使用简单，可有效减轻井口作业人员的劳动强度和安全风险，减少了钻具泥浆去除不净形成的环空泥饼堆积；降低了因吊环下放多余长度引起的单吊环安全隐患。
36.本实用新型的使用过程如下所示：气源通过直管32后，高压气体从半圆管31端下方出气孔/排气嘴/割缝34急速排出，形成对井口钻具斜向下冲刷刮泥，达到冲刷掉钻具上的泥浆的目的。当吊环携带吊卡坐落在限位板4形成的斜面上时，此时吊环的下放长度与井口需要起升的吊卡卡口位置平行，司钻不用微调游车吊环，钻工可直接将吊环挂入吊卡卡口上，避免了单吊环安全隐患。
37.本实用新型可广泛运用于钻井起钻作业场合。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。