[发明专利]一种气动潜孔锤钻井用井口三级密封结构

说明书

本发明公开了一种气动潜孔锤钻井用井口三级密封结构，包括布置在井口处内壁的外套管，在外套管的顶部装配有井口法兰，所述井口法兰包括通过螺栓连接在一起的上法兰盘和下法兰盘，在井口法兰中间同轴固定有内套管，在上法兰盘和下法兰盘之间紧贴内套管设有密封垫圈将其称为第一级密封，在内套管顶端螺纹连接有密封短管，在密封短管上通过密封法兰连接有二级密封机构，在密封管柱内密封胶塞上方设有钻杆密封器将其称为第三级密封，在转动轴承下方的密封管柱上设有岩屑反排口；从而在左密封部件和右密封部件闭合时两个乳胶密封块紧贴压在一起，在接触面上起到了更好地密封效果。

技术领域

本发明属于气动潜孔锤钻井领域，特别涉及一种气动潜孔锤钻井用井口三级密封结构。

背景技术

目前，地面快速钻井已经成为矿山抢险救援的一项新技术，为矿山抢险救援打通了一个“生命通道”，尤其是智利矿难和我国平邑矿难的完美救援，证明该技术是快速、效果明显的。但是“生命通道”的打通只是矿山抢险救援关键的一步，若要救出被困人员，还需要“逃生通道”即大直径井（井径不小于φ650mm）的建立。目前，“逃生通道”的主要工艺是正循环气动潜孔锤钻井技术和反循环气动潜孔锤钻井技术。

这两者技术都需要通过空压机从地面注入高压空气，从而将井底岩屑反排出井外，由于岩屑反排时需要空气速至少达15m/s，因而在钻井过程中，井口反排空气流速快，目前井口密封还不能达到很好的密封效果，且操作流程繁杂钻进进度慢，同时对工人的身体健康有严重影响。

发明内容

本发明目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种气动潜孔锤钻井用井口三级密封结构，为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种气动潜孔锤钻井用井口三级密封结构，包括布置在井口处内壁的外套管，其在外套管的顶部装配有井口法兰，所述井口法兰包括通过螺栓连接在一起的上法兰盘和下法兰盘，在井口法兰中间同轴固定有内套管，在上法兰盘和下法兰盘之间紧贴内套管设有密封垫圈将其称为第一级密封，在内套管顶端螺纹连接有密封短管，在密封短管上通过密封法兰连接有二级密封机构，所述二级密封机构包括密封管柱，在密封管柱内固定有用于支撑钻杆的转动轴承，在转动轴承的内圈设有用于穿过钻杆的穿孔，在穿孔内配有密封胶塞将其称为第二级密封，在密封管柱内密封胶塞上方设有钻杆密封器将其称为第三级密封， 在转动轴承下方的密封管柱上设有岩屑反排口。

优选的，所述钻杆密封器包括均呈半圆形壳体的左密封部件和右密封部件，左密封部件和右密封部件的一端铰接，另一端通过螺栓固定连接而形成一个圆形结构；左密封部件和右密封部件结构相同，所述左密封部件是由上半圆板、下半圆板、弧形侧板围合而成的具有开口面的半圆形壳体，在左密封部件内嵌装有半圆形的乳胶密封块，所述乳胶密封块的形状与半圆形壳体形状相匹配，在乳胶密封块的圆心处设有第一半圆形缺口，在上半圆板和下半圆板上均设有与第一半圆形缺口外切的矩形缺口，所述第一半圆形缺口直径等于矩形缺口长边长度；左密封部件的矩形缺口和右密封部件的矩形缺口围成一个用于固定方形钻杆的方形缺口。

优选的，乳胶密封块的平面部分凸出左密封部件的开口面。

优选的，在上半圆板和下半圆板上设有多个穿孔，在穿孔内配有用于固定乳胶密封块的螺钉。

优选的，在密封胶塞上一体设有第一密封胶盘和第二密封胶盘，所述第一密封胶盘用于密封转动轴承，第二密封胶盘紧贴钻杆密封器的底面。

优选的，在密封管柱顶端设有用于遮盖钻杆密封器的端盖，端盖包括第一半圆盖和第二半圆盖，第一半圆盖和第二半圆盖一端铰接，另一端通过螺栓固定连接而形成一个圆形端盖，在第一半圆盖和第二半圆盖的中心均设有第二半圆形缺口而围合成一个圆形缺口，圆形缺口用于穿过钻杆。

优选的，在内套管顶部设有套管吊卡。