一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯的制作方法

1.本实用新型涉及欠平衡钻井领域，尤其涉及一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯。


背景技术：

2.旋转控制头是欠平衡钻井安全施工的保障，密封胶芯更是重中之重，密封胶芯是制约旋转控制头或旋转防喷器性能提高的重要因素之一。旋转控制头中最关键、用量最大和最昂贵的易损件是密封胶芯，旋转控制头上专用密封胶芯的作用是密封钻具与井筒之间的环空，其原理是依靠自身与钻具之间的过盈量起到密封作用，防止井内涌出的高压流体泄漏，其密封性能的好坏直接影响到旋转控制头的性能，进而影响到欠平衡钻井工艺的成败；因此它是欠平衡钻井专用设备中最为关键、用量最大、价格最昂贵的易损件，也是欠平衡钻井专用设备技术水平的最重要的标志之一。
3.旋转控制头专用密封胶芯的工作条件十分恶劣，密封胶芯必须具有耐压值高、抗腐蚀能力强、抗磨性高、抗撕裂性强、使用寿命长等特点。如果密封胶芯失效则无法继续进行欠平衡钻井作业；如果密封胶芯使用寿命短，则需要频繁更换胶芯，影响正常作业，更换胶芯需要关闭控制头下面的封井器，倒换流程，如果欠压值较大，还需要根据情况采取措施控制井压，一方面增加了工作量，另一方面由于增加了开关次数，容易导致封井器的可靠性下降，引发安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，实现了通过控制胶芯预注入气体压力微调胶芯最小通径大小和形状，利用其他辅助设备可有效并且量化地检测已使用胶芯，能否继续使用提供量化依据，大大提高了胶芯重复利用率和安全可靠性。
5.为了解决以上技术问题，本实用新型是通过采用以下技术方案方式实现的：
6.一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，包括胶芯本体，所述胶芯本体内嵌有储存气囊、柱状气囊、环状气囊、气密单向阀；
7.进一步的，所述柱状气囊、环状气囊周向均匀分布于胶芯本体内；
8.进一步的，所述储存气囊、柱状气囊、环状气囊依次连通，所述储存气囊与柱状气囊之间设有气密单向阀，储存气囊内的气体只能由储存气囊流向柱状气囊。
9.进一步的，所述柱状气囊为多个，均布于胶芯本体上周。
10.进一步的，所述环状气囊为多个，均布于胶芯本体下周。
11.进一步的，所述环状气囊为环形，环绕布设于所述胶芯本体的最小通径处。
12.进一步的，还包括胶芯骨架，所述胶芯骨架包括环形骨架、管状气道骨架，所述环形骨架内周设有阀座，气密单向阀安装于阀座上；
13.进一步的，所述管状气道骨架与气密单向阀连通，所述柱状气囊、环状气囊均与管状气道骨架连通。
14.进一步的，所述环形骨架为镂空结构。
15.进一步的，所述环状气囊为多个，所述管状气道骨架上端连通气密单向阀，下端设有若干支管，所述支管分别与环状气囊连通。
16.进一步的，还包括上压盖，所述胶芯本体上端面开设有容纳储存气囊和上压盖的容纳槽，上压盖可拆卸的安装于储存气囊上方。
17.进一步的，所述上压盖与胶芯本体螺栓连接。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.（1）目前旋转控制头密封胶芯研制的发展趋势是在保证各项性能指标的前提下，努力提高胶芯的使用寿命，根据不同的使用条件，制造出不同尺寸和性能的胶芯，以满足实际生产的需要。本实用新型设计不同的四个环状气囊的位置、间距和大小，内部充满带压气体后，胶芯最小通径处的形状就出现圆柱、圆锥、倒圆锥等不同形状；在胶芯投入使用前，环状气囊内部充入一定压力的气体，致使胶芯本体内部最小通径缩小一定量，这样胶芯就可重复投入使用；
20.（2）本实用新型稳定性好，可靠性佳，操作使用方便，设计新颖，实用性强，易于推广应用。本实用新型中储存气囊放置在密封腔内，并与气密单向阀连接。当环状气囊内压力降低时，储存气囊可以随时补充。
附图说明
21.图1为整体结构示意图。
22.图2为胶芯骨架结构示意图。
23.图中：1、胶芯本体，2、上压盖，3、储存气囊，4、胶芯骨架，5、柱状气囊，6、管状气道骨架，7、环状气囊，8、气密单向阀，9、阀座，10、环形骨架，11、容纳槽。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步具体说明。
25.参照说明书附图1至2，本实用新型的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，包括胶芯本体1、上压盖2、储存气囊3、胶芯骨架4、柱状气囊5、环状气囊7、气密单向阀8、阀座9。
26.所述胶芯骨架4由环形骨架10、管状气道骨架6组成，环形骨架10内周均布有若干阀座9，气密单向阀8安装于阀座9上，气密单向阀8下方连通管状气道骨架6。
27.本实施例中，所述环形骨架10为镂空结构，减轻骨架重量。
28.胶芯骨架4内嵌于胶芯本体内，所述储存气囊3、柱状气囊5、环状气囊7自上而下布设于胶芯本体1内部。
29.胶芯本体上端面上开设有容纳储存气囊3的容纳槽11，储存气囊3安装于容纳槽11内；柱状气囊5均匀布设于胶芯本体1上周内部，环状气囊7布设于胶芯本体1下周内部，所述储存气囊3、柱状气囊5、环状气囊7通过管状气道骨架6相互连通。
30.本实施例中，容纳槽11上方还设置有上压盖2，储存气囊3与气密单向阀8连通。
31.胶芯本体1与上压盖2利用螺栓连接在一起，螺纹处涂抹密封胶，形成四个均布的密封腔，相应的，所述储存气囊3为4个，放置在密封腔内。胶芯本体内部上端均布有的八个柱状气囊5，各柱状气囊5之间通过开设于胶芯本体1内部的气道连通，胶芯本体1内部下端
均布有四个环状气囊7。
32.胶芯骨架4包含环形骨架10和管状气道骨架6，环形骨架10上均布有四个阀座9。阀座9均布在环形骨架10上，两者点焊连接在一起。气密单向阀8与阀座9上部通过螺纹连接，具有一定压力的气密性。
33.管状气道骨架6与阀座9下部点焊在一起；优选的，管状气道骨架6为双层管，中间层与储存气囊3、柱状气囊5、环状气囊7连通，构成一个容积腔，通过调节容积腔内气体压力可微调胶芯最小通径。
34.在胶芯投入使用前，环状气囊7内部充入一定压力的气体，致使胶芯本体1内部最小通径缩小一定量，这样胶芯就可重复投入使用。设计不同的四个环状气囊7的位置、间距和大小，内部充满带压气体后，胶芯最小通径处的形状就出现圆柱、圆锥、倒圆锥等不同形状。储存气囊3放置在密封腔内，并与气密单向阀8连接。当环状气囊7内压力降低时，储存气囊3可以随时为环状气囊7补充气压。
35.本实用新型实现了通过控制胶芯预注入气体压力微调胶芯最小通径大小和形状，利用其他辅助设备可有效并且量化地检测已使用胶芯，能否继续使用提供量化依据，大大提高了胶芯重复利用率和安全可靠性。
36.应该认为，此次公开的实施方式在全部方面为例示，并不是限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离附加的权利要求书及其主旨的情况下以各种各样的形态进行省略、置换、变更。


技术特征：
1.一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，包括胶芯本体，其特征在于，所述胶芯本体内嵌有储存气囊、柱状气囊、环状气囊、气密单向阀；所述柱状气囊、环状气囊周向均匀分布于胶芯本体内；所述储存气囊、柱状气囊、环状气囊依次连通，所述储存气囊与柱状气囊之间设有气密单向阀，储存气囊内的气体只能由储存气囊流向柱状气囊。2.根据权利要求1所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述柱状气囊为多个，均布于胶芯本体上周。3.根据权利要求1所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述环状气囊为多个，均布于胶芯本体下周。4.根据权利要求3所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述环状气囊为环形，环绕布设于所述胶芯本体的最小通径处。5.根据权利要求1-4任一所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，还包括胶芯骨架，所述胶芯骨架包括环形骨架、管状气道骨架，所述环形骨架内周设有阀座，气密单向阀安装于阀座上；所述管状气道骨架与气密单向阀连通，所述柱状气囊、环状气囊均与管状气道骨架连通。6.根据根据权利要求5所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述环形骨架为镂空结构。7.根据根据权利要求5所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述管状气道骨架上端连通气密单向阀，下端设有若干支管，所述支管分别与环状气囊连通。8.根据根据权利要求1-4或6-7任一所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，还包括上压盖，所述胶芯本体上端面开设有容纳储存气囊和上压盖的容纳槽，上压盖可拆卸的安装于储存气囊上方。9.根据根据权利要求8所述的一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，其特征在于，所述上压盖与胶芯本体螺栓连接。

技术总结
本实用新型涉及欠平衡钻井领域，尤其涉及一种旋转控制头防爆伸缩骨架胶芯，包括胶芯本体、上压盖、储存气囊、胶芯骨架、柱状气囊、管状气道骨架、环状气囊、气密单向阀、阀座、环形骨架。本实用新型实现了通过控制胶芯预注入气体压力微调胶芯最小通径大小和形状，利用其他辅助设备可有效并且量化地检测已使用胶芯，能否继续使用提供量化依据，大大提高了胶芯重复利用率和安全可靠性。用率和安全可靠性。用率和安全可靠性。


技术研发人员：李建成 万秀琦 朱焕刚 周鲲 段光辉 熊国庆 王树江 杜鹏
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司
技术研发日：2021.01.06
技术公布日：2022/1/18