[实用新型]无外挂冷却润滑泵站低压轻型旋转控制头

说明书

本实用新型涉及石油天然气以及非常规天然气欠平衡钻井使用的井控装置领域，特别涉及一种无外挂冷却润滑泵站低压轻型旋转控制头。

目前世界提高煤层气产量的开采措施主要依靠欠平衡压力钻井作业，欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力低于底层孔隙压力，这样能及早发现油气藏。

旋转控制头是欠平衡钻井、地热钻井、煤层气钻井的关键设备之一，可以在井眼环空与钻柱之间起到封隔密封作用，并提供安全有效的压力控制，同时具有将井眼返出流体导离井口的作用，因此要提高我国非常规天然气的开采效率，需要研制配套旋转控制头作为装备支撑。旋转控制头主要由旋转控制头壳体和旋转控制头胶芯两部分构成，在欠平衡钻井时很重要的一个工作就是换装旋转控制头胶芯。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

随着陆地石油天然气的大量开采，煤层气等非常规天然气的开发成为我国能源的开发重点，探明我国煤层气页岩气的储量巨大，但是针对我国煤层气“三低”储藏特点，现有石油钻井使用的钻井设备、井控装置的直接引用并不能提高开采效率，反而增加开采成本，因此针对我国非常规天然气的开采研制配套的低成本、小型化设备成为重点。

目前国内煤层气开采欠平衡作业使用的旋转控制头主要分为两类：第一，进口国外小型化旋转控制头，价格昂贵；第二，石油开采常规设备直接引用，体积大，不能满足车载钻机钻台高度要求，不利于搬运，成本高浪费严重。

现有技术旋转控制头的壳体分为壳体本体与旁通组件，需要通过载丝结构进行连接，壳体本体通过自由锻造成型重量大，机加工费用高，浪费严重；旋转总成采用四个轴承结构装配费时并且困难，同时使旋转控制头高度不能降到最低；在欠平衡钻井作业中需要附加冷却润滑泵站，通过润滑泵向旋转总成润滑部位供给润滑剂，采用乳化液进行持续的冷却润滑作用；在井口的安装与胶芯的更换、搬运过程中容易造成管线接头的折断，同时附加冷去润滑泵站需要占用井站位置，搬运也不方便。

为了解决煤层气钻井井控设备与工况不配套，旋转控制头体积大，车载钻机钻台高度受限，胶芯不易更换，以及需要附加冷却润滑泵站的问题，本实用新型实施例提供了一种无外挂冷却润滑泵站低压轻型旋转控制头，可完全满足煤层气的钻井工况，快速开采、快速方便拆卸、搬迁，生产成本低、生产周期短。所述技术方案如下：

为了解决煤层气钻井井控设备与工况不配套，旋转控制头体积大，车载钻机钻台高度受限，胶芯不易更换，以及需要附加冷却润滑泵站的问题，本实用新型实施例提供了一种无外挂冷却润滑泵站低压轻型旋转控制头，可完全满足煤层气的钻井工况，快速开采、快速方便拆卸、搬迁，生产成本低、生产周期短。所述技术方案如下：

一种无外挂冷却润滑泵站低压轻型旋转控制头，所述旋转控制头主要包括旋转总成、卡箍总成、壳体总成，所述壳体总成的中部内腔设置有所述旋转总成，所述旋转总成与所述壳体总成通过所述卡箍总成联接；所述旋转总成内设置有对轴承和动密封组件集中冷却、润滑结构；所述旋转总成至少包括：胶芯、胶芯连接盘、压盖密封圈、内六角堵头、防尘盖、孔挡圈、旋转总成密封、旋转壳体、出口油杯、出口防尘盖、出口孔挡圈、旋转总成上端盖、防尘罩、中心管、密封圈、旋转总成上端盖静密封圈、入口防尘盖、入口孔挡圈、入口油杯、轴承、带孔隔环、沉屑孔、隔环、车氏密封、防尘圈、动密封压盖。

具体地，所述旋转壳体穿过所述旋转总成密封设置在所述壳体总成的壳体本体内，所述中心管上端安装有防尘盖，所述中心管的轴肩处安装有单轴承，所述轴承外侧上缘设置有锁紧螺钉，所述轴承、锁紧螺钉、中心管安装在所述旋转壳体内单向定位，所述旋转总成上端盖与所述旋转壳体联接定位轴承，所述旋转总成上端盖外侧设有旋转总成上端盖静密封圈，内侧设有密封圈。

具体地，所述防尘罩与中心管联接，由带孔隔环、隔环、车氏密封组成的动密封组件安装在所述旋转壳体动密封槽内，通过动密封压盖固定，相接处设有压盖密封圈，所述动密封压盖内侧设有防尘圈。

具体地，所述旋转壳体出口设置有出口油杯、出口防尘盖、出口孔挡圈，入口设置有入口油杯、入口防尘盖、入口孔挡圈；所述胶芯连接盘与所述中心管下端联接，所述胶芯连接盘上端设有胶芯连接盘静密封圈与所述中心管静密封，所述胶芯设置在所述胶芯连接盘下端。

具体地，所述对轴承和动密封组件集中冷却、润滑结构，是在轴承位置处设有轴承腔唯一流道，所述流道下面设置有沉屑孔，所述带孔隔环位置处设有动密封进油流道。