[实用新型]连续循环钻井主动密封式旋转控制头

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井装备技术领域，特别涉及一种连续循环钻井主动密封式旋转控制头。

背景技术

旋转控制头是连续循环钻井装备中的关键装备，在连续循环装置中起到半封装置的作用，其功能是配合其他装置形成上下两个密封腔体，上部钻柱公接头穿过旋转控制头在上密封腔体内，下部密封腔体内封隔着下部钻柱的母接头，母接头注入钻井液，使井筒内保持循环。连续循环上扣过程中，上部密封腔体增压后与下部腔体连通，动力钳机构带动上部钻柱旋转使其公接头与下部钻柱的母接头完成上扣过程；连续循环卸扣过程反之亦然。

目前，可以作为连续循环装置的半封装置有常规半封闸板防喷器、常规被动密封式旋转控制头以及其他类型的主动式旋转控制头；常规半封闸板胶芯直接受到钻杆直接磨擦，胶芯易损坏寿命短；常规被动密封式旋转控制头高度大，且需要引锥引导穿入胶芯，但在连续循环装置上扣时钻杆无法使用引锥。在目前已公开的专利中，专利CN 204984334U公开了主动密封式旋转控制头，但体积大、重量大，而且采用环形防喷器类似的胶芯，胶芯闭合后再次张开的时间较长，不适合钻柱接卸扣的频繁张开、闭合胶芯的操作；专利CN 101761320A公开了主动密封式旋转控制头，该主动密封式旋转控制头的胶芯设计不合理，胶芯上下密封面没有压力助封作用，胶芯内部与钻柱密封面为光面，密封作用差，而且腔体内压力对胶芯与钻柱间的密封无助封作用，需要较高的密封油压力抵消腔体内的压力；而且下壳体没有旁通释放腔体内的压力；壳体上的注、放油孔设计不合理，无法快速注入、排出液压油，胶芯闭合、张开效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够实现密封旋转钻柱，完成钻柱连续循环上卸扣的连续循环钻井主动密封式旋转控制头。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种连续循环钻井主动密封式旋转控制头，包括设置在一壳体内的旋转筒、胶芯支撑筒、上胶芯压盘、下胶心压盘和胶芯筒；所述旋转筒、胶芯支撑筒和胶芯筒自外向内依次套装；具体地：

所述旋转筒顶端内壁和底端内壁向内延伸分别形成有上环形台阶和下环形台阶；所述胶芯支撑筒套装在所述胶芯筒外侧，且所述胶芯支撑筒和所述胶芯筒的顶端和底端分别通过所述上胶芯压盘和所述下胶心压盘压配在所述上环形台阶的下端面和所述下环形台阶的上端面上；所述胶芯支撑筒内壁向内斜向向下凸起形成有至少两组间隔设置的用于抱住钻杆的锥形环；

所述胶芯筒外壁向内凹陷形成有一环形凹槽，使所述胶芯支撑筒与所述胶芯筒之间形成有第一环空空间；所述旋转筒的内径大于所述胶芯支撑筒的外径，使所述旋转筒和所述胶芯支撑筒之间形成有第二环空空间；所述胶芯支撑筒的侧壁上沿轴向开设有多排连通所述第一环空空间和所述第二环空空间的过油孔组，每排过油孔组包括沿圆周方向开设的多个过油孔；所述旋转筒侧壁上设有连通所述旋转筒内外的进液孔道；

所述旋转筒分别通过上轴承系统和下轴承系统设置并固定在所述壳体内，使所述旋转筒能够相对于所述壳体转动；在所述壳体侧壁上设有与所述壳体与所述旋转筒之间环空空间连通的第一通孔和第二通孔；所述壳体底部侧壁上设有旁通孔；所述壳体顶面和底面上分别设有与所述壳体与所述旋转筒之间环空空间连通的第三通孔和放油孔。

进一步地，所述上轴承系统包括在所述旋转筒顶端侧壁上自上而下依次设置的上圆锥滚子轴承和上滚动轴承，且在所述上圆锥滚子轴承和所述上滚动轴承之 间设置有上轴承挡圈；所述下轴承系统包括在所述旋转筒底端侧壁上自上而下依次设置的下滚动轴承和下圆锥滚子轴承，且在所述下滚动轴承和所述下圆锥滚子轴承之间设置有下轴承挡圈。

进一步地，所述旋转筒包括上旋转筒和下旋转筒；在所述上旋转筒的底端端面上和所述下旋转筒顶端端面上分别沿圆周方向设有多个间隔设置的第一能凸起部和第二凸起部；其中，所述第一能凸起部轴向长度大于所述第二凸起部的轴向长度且所述第一能凸起部与所述第二凸起部能够相互配合，使所述上旋转筒和下旋转筒之间通过凸起部插装为一体。

进一步地，所述密封壳体包括上密封盖和下密封壳体；所述下密封壳体下部内径小于上部内径且在变径处形成有一用于设置所述旋转筒的环形台阶；所述上密封盖盖装并通过沿圆周方向设置的多个第一螺丝固定在所述下密封壳体上，所述上密封盖底面压配在所述旋转筒的顶面上。

进一步地，在所述上密封盖和所述下密封壳体的接触壁面之间设有双道密封圈，使所述上密封盖密封加盖并固定在所述下密封壳体上。