一种胶塞桶式旋转套管水泥头

技术领域

本发明涉及水泥头结构技术领域，具体涉及一种胶塞桶式旋转套管水泥头。

背景技术

水泥头是指固井注水泥时，安装在套管顶端，连接套管及地面管汇的固井装置。通过水泥头可完成循环、注隔离液、注水泥浆、释放胶塞、替浆等作业，是固井作业地面管汇井口总枢纽。

随着技术的发展和进步，业内对不断对水泥头的结构进行改进，以提高水泥头的使用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶塞桶式旋转套管水泥头，以提高水泥头的使用性能。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

一种胶塞桶式旋转套管水泥头，包括上盖、水泥头筒体以及快速接头、第一胶塞机构、第二胶塞机构、第二挡销，第一挡销、旋转注入机构；

所述水泥头筒体上端与上盖连接；

所述水泥头筒体上部与旋转注入机构旋转密封连接；

所述水泥头筒体内部从上到下依次设置有第一胶塞机构和第二胶塞机构，所述第一胶塞机构下侧设置有第一挡销，所述第一挡销与所述第一胶塞机构相配合使用，所述第二胶塞机构下侧设置有第二挡销，所述第二挡销与第二胶塞机构相配合使用；

所述水泥头筒体下端与快速接头连接；

所述第一胶塞机构和第二胶塞机构结构相同，均包括胶塞桶和橡胶塞，所述胶塞桶上下开口，所述胶塞桶外壁与水泥头筒体内壁之间具有间隙。

与现有技术相比，本发明的技术优势如下：

第一、在套管固井作业的过程中，可以带动整个套管，边旋转边注入水泥浆，大大的提高了固井的质量。

第二、投球器可以在释放胶塞前，提前激活预留在井底的施工装置。

附图说明

图1为本申请实施例的结构示意图；

图中，上盖1，深沟球轴承2，旋转套3，安装孔4，管汇5，介质注入孔6，第一胶塞机构7，水泥头筒体8，第一放大部9，第二胶塞机构10，投球器11，第二放大部12，快速接头13，胶塞指示器14，第二挡销15，第一挡销16，旋塞阀21；

图2为图1中第一放大部的结构示意图；

图中，第一斜面17；

图3为图1中第二放大部的结构示意图；

图中，第二斜面18；

图4为图1中A-A向示意图；

图5为本申请实施例中胶塞桶的结构第一示意图；

图中，侧支撑块19，第三斜面20；

图6为本申请实施例中胶塞桶的结构第二示意图；

图7为本申请实施例中快速接头的结构示意图；

图8为本申请实施例中第一挡销的结构示意图；

图中，手轮1501，导管1502，传动杆1503，挡销杆1504。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，为本申请的实施例结构。

本实施例提供的一种胶塞桶式旋转套管水泥头，包括上盖1、水泥头筒体8以及快速接头13、第一胶塞机构7、第二胶塞机构10、第二挡销15，第一挡销16、旋转注入机构；

所述水泥头筒体8上端与上盖1连接；

所述水泥头筒体8上部与旋转注入机构旋转密封连接；

所述水泥头筒体8内部从上到下依次设置有第一胶塞机构7和第二胶塞机构10，所述第一胶塞机构7下侧设置有第一挡销16，所述第一挡销16与所述第一胶塞机构7相配合使用，所述第二胶塞机构10下侧设置有第二挡销15，所述第二挡销15与第二胶塞机构10相配合使用；

所述水泥头筒体8下端与快速接头13连接；

所述第一胶塞机构7和第二胶塞机构10结构相同，均包括胶塞桶和橡胶塞，所述胶塞桶上下开口，所述胶塞桶外壁与水泥头筒体8内壁之间具有间隙。

使用的时候，在水泥头筒体8旋转的同时，介质通过管汇5从水泥头筒体8的介质注入孔6进入水泥头筒体8内，介质通过胶塞桶与水泥头筒体8内壁之间的间隙，从快速接头13排入到井内。当需要将橡胶塞注入到井内的时候，把第二胶塞机构下端的挡销杆缩回，则第二胶塞机构10落到快速接头13上，胶塞桶与快速接头13上端密封连接，继续注入介质使得第二胶塞机构的橡胶塞从胶塞桶下端脱离出来，经过快速接头13后，进入井内；若还需要将第一胶塞机构的橡胶塞注入到井内的时候，把第一胶塞机构7下端的挡销杆缩回，则第一胶塞机构7落到第二胶塞机构的胶塞桶上，第一胶塞机构7的胶塞桶下端与第二胶塞机构的胶塞桶上端密封连接，继续注入介质使得第一胶塞机构7的橡胶塞从胶塞桶下端脱离出来，经过快速接头13后，进入井内。

其中，所述的介质包括水泥浆或其他液体等。

优选地，本实施例提供了一种胶塞桶和快速接头13的具体结构。所述胶塞桶的下端面外侧设置有环状的第一斜面17，所述快速接头13上端内侧设置有环状的第二斜面18，所述第二斜面18与第一斜面17相配合使用，使得所述胶塞桶的下端面与快速接头13上端密封连接。

另外，所述胶塞桶的上端面内侧设置有环状的第三斜面20，使得相邻胶塞桶的下端与胶塞桶的上端密封连接。所述第二胶塞机构(10)的胶塞桶的第三斜面(20)与第一胶塞机构(7)的胶塞桶的第一斜面(17)相配合使用。

优选地，所述胶塞桶的外侧圆周壁上设置有纵向的侧支撑块19，通过侧支撑块19与水泥头筒体8内壁连接，使得胶塞桶外壁与水泥头筒体8内壁之间具有允许介质通过的间隙。其中，所述侧支撑块19可以设置为3个，3个侧支撑块19在外侧圆周壁上间隔均匀设置。

另外，所述水泥头筒体8上设置有投球器11。投球器11可以在释放胶塞前，提前激活预留在井底的施工装置。

另外，所述快速接头13上设置有胶塞指示器14，通过胶塞指示器14能够从外部观察出胶塞是否落下。

优选地，本实施例提供了一种第二挡销15和第一挡销16的具体结构，两者结构相同，两者均包括能够伸出和缩回的挡销杆1504。

其中，所述第一挡销包括手轮1501、导管1502以及传动杆1503、挡销杆1504，所述导管1502内滑动连接有挡销杆1504，所述挡销杆1504能够从所述导管1502右端伸出或缩回，所述挡销杆1504内螺纹连接有传动杆1503，所述传动杆1503左端固定连接有手轮1501。通过手轮1501带动所述传动杆1503转动，从而使得挡销杆1504伸出或缩回，所述水泥头筒体8上设置有挡销孔，所述导管1502右端安装在挡销孔处。

另外，所述水泥头筒体8上端与上盖1连接，且连接处设置有密封圈。

另外，所述水泥头筒体8下端与快速接头13连接，且连接处设置有密封圈。

优选地，所述旋转注入机构与设置有旋塞阀21的管汇5连接，所述旋转注入机构包括旋转套3，所述旋转套3通过深沟球轴承2与所述水泥头筒体8旋转密封连接，所述旋转套3与所述水泥头筒体8之间设置有缓冲腔，所述旋转套3上设置有安装孔4，所述安装孔4与管汇5连接，所述水泥头筒体8与所述缓冲腔位置相对应的区域、水泥头筒体8侧面，仅设置有1个介质注入孔6。所有施工需要的介质，均通过这1个介质注入孔6或者顶驱装置注入。使用介质注入孔6时，介质经过管汇5进入缓冲腔，然后，从介质注入孔进入水泥头筒体8内，利用此结构能够实现旋转注入的功能。

当水泥头连接顶驱装置进行固井作业时，顶驱装置与水泥头上盖1通过螺纹连接，带动水泥头筒体8、快速接头13以及与快速接头13以螺纹方式连接固井套管一起转动。而旋转注入机构连同旋塞阀21和管汇5保持不转。

本发明中，水泥头筒体8侧面只需要一个介质注入孔6，取消了现有水泥头的多阀门管汇，此种创新设计可以提高旋转固井施工的安全性、降低了事故率，也大大减少了旋转施工中水泥头所需要的固井平台空间。

优选地，所述上盖1中间设置环形槽和下平台，介质注入孔6的位置设置于环形槽的范围之中，下平台之上；下平台遮盖第一胶塞机构7上端。使得当第一挡销16伸出时，注入的液体不会对胶塞形成直接冲击。

在施工过程中，水泥浆或者其他液体的注入压力非常高，上盖的环形槽、下平台和胶塞桶一起，有效的形成了对胶塞的保护，防止胶塞被冲坏。同时也防止了压力直接从上至下施加在胶塞桶上，把挡销杆压弯。

最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。