[发明专利]一种用于空气钻井的正反循环两用气水龙头

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻探机具，可用于地质岩心钻探、油气钻井、地热钻井等。

背景技术

空气钻进是以压缩空气既作为循环介质，又作为破碎岩石能量的一种欠平衡钻进技术。空气钻进技术自诞生以来就受到国内外钻探界的关注，以其钻进效率高、地层适应能力强、井底清洗及冷却条件好、有效避免井漏等复杂情况的发生、适应干旱缺水地区施工等特点，已广泛推广应用到水文水井钻探、油气钻井、地热钻井、矿山勘探等领域。在空气钻井中，气水龙头是重要的钻探机具，主要用于运移气体介质和传递扭矩。它的结构及工作性能直接影响钻井效率。钻井时空气的循环方式一般有两种：正循环和反循环方式。常规的气水龙头只能适应单一的循环方式，钻机只配备一种气水龙头，但在钻井过程中，由于地层变化、井身结构变化或井内出现事故，须改变循环方式，需要更换钻机，或对气水龙头和钻机的主轴进行整体的更换，严重影响钻井进度和钻井效率。常规的气水龙头结构复杂，性能单一，难以适应愈来愈复杂的地层和钻井结构，因而，研发一种结构简单，正反循环两用的气水龙头，可缩短钻井辅助时间，减少钻探机具的配套，适应复杂的地层和钻井结构，提高钻进效率和经济效益。

发明内容

针对现有气水龙头在钻进过程中使用的单一性和局限性，本发明的目的在于针对现有气水龙头结构的不足，提供一种能够适应正反循环两用的气水龙头，使正反循环更换更加方便快捷，适应钻井需要，提高钻井效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种用于空气钻井的正反循环两用气水龙头，其特征在于：包括主轴、上压盖、壳体、进气管、下压盖、内管、钻杆接头、弹性挡圈、螺栓、深沟球轴承、扩压槽及管堵，其中壳体、上压盖、下压盖和进气管构成外部非旋转机构，主轴、内管和钻杆接头构成内部旋转机构，外部非旋转机构和内部旋转机构通过深沟球轴承连接；

所述主轴中部开设有两排交错、环状分布的径向孔，主轴与钻杆接头通过丝扣连接形成一个整体；所述内管置于主轴与钻杆接头中，内管与主轴插接，并在插接处设置有O型密封圈，内管与位于其外部的主轴及钻杆接头之间形成环状间隙；所述壳体套装在主轴上，壳体与主轴之间安装有深沟球轴承，壳体上具有螺纹孔，并利用螺栓将壳体与上压盖及下压盖连接在一起，上压盖的上端面顶在主轴的上部台阶端面上，下压盖的下端面抵靠在弹性挡圈上；所述弹性挡圈位于主轴下部；所述扩压槽设置在壳体中部，扩压槽一侧与进气管连通，另一侧与开设在主轴上的径向孔连通；所述管堵活动设置在进气管的进气端。

进一步，在所述壳体与上压盖连接处设置有上密封垫，壳体与下压盖连接处设置有下密封垫。

进一步，在所述扩压槽的上下两端各设置有一道Y_X密封圈和一组环形密封圈。

进一步，所述深沟球轴承的数量为三个，其中两个深沟球轴承位于壳体上部，并在两个深沟球轴承之间设置有垫圈，另一个深沟球轴承位于壳体下部。

本发明提出的用于空气钻井的正反循环两用气水龙头，还包括黄油嘴，所述黄油嘴设置在壳体的侧壁上，并穿过壳体与深沟轴承连接。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：两用气水龙头用于正反循环变换，具有变换过程简单，工作可靠，能及时适应钻探工艺方法的改变，有利于提高钻进效率和孔内安全。

附图说明

图1为本发明一种用于空气钻井的正反循环两用气水龙头的结构图。

图2为反循环气体流动通道图。

图3为正循环气体流动通道图。

图中：1-主轴、2-上压盖、3-上密封垫、4-壳体、5-进气管、6-下密封垫、7-下压盖、8-内管、9-钻杆接头、10-弹性挡圈、11-螺栓、12-深沟球轴承、13-Y_X密封圈、14-环形密封圈、15-扩压槽、16-黄油嘴、17-垫圈、18-管堵。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。