[实用新型]主动密封结构、旋转控制头和非旋转控制头

说明书

本申请公开一种主动密封结构、旋转控制头和非旋转控制头。主动密封结构应用于密封控制头中，其包括外壳总成、上胶芯、主动补偿胶芯以及注液通道。外壳总成形成有旁通通道。上胶芯和主动补偿胶芯沿外壳总成的轴向间隔设置于外壳总成内，用于密封穿过外壳总成的钻杆，且主动补偿胶芯较上胶芯接近旁通通道。注液通道形成于外壳总成，被配置为与液压设备连接，向上胶芯和主动补偿胶芯施加液压，使得上胶芯和主动补偿胶芯抱紧于钻杆，以形成密封。本申请提供的技术方案能够解决现有技术中由于井口居中度影响、油基泥浆侵蚀作用或长时间起下钻对胶芯的严重磨损而造成密封失效的问题。

技术领域

本申请涉及钻井技术领域，具体而言，涉及一种主动密封结构、旋转控制头和非旋转控制头。

背景技术

密封控制头安装于井口防喷器组法兰上部，是起旋转密封作用的欠平衡钻井和控压钻井设备。

现有的密封控制头通过胶芯与钻杆的过盈配合，实现密封。因井口居中度、泥浆性能和钻杆起下钻等原因造成的胶芯磨损，导致胶芯与钻杆之间产生间隙，从而造成密封失效。

实用新型内容

本申请提供了一种主动密封结构、旋转控制头和非旋转控制头，其能够解决现有技术中由于胶芯磨损严重，造成被动密封失效的问题。

第一方面，本实用新型提供一种主动密封结构，应用于密封控制头中，包括：

外壳总成，外壳总成形成有旁通通道；

上胶芯；

主动补偿胶芯，上胶芯和主动补偿胶芯沿外壳总成的轴向间隔设置于外壳总成内，用于密封穿过外壳总成的钻杆，且主动补偿胶芯较上胶芯接近旁通通道；以及

注液通道，形成于外壳总成，被配置为与液压设备连接，向上胶芯和主动补偿胶芯施加液压，使得上胶芯和主动补偿胶芯抱紧于钻杆，以形成密封。

上述实现的过程中，密封控制头安装于井口防喷器组法兰上部，是用于欠平衡钻井和控压钻井等作业的设备；钻杆由外壳总成的顶端穿入，穿过上胶芯和主动补偿胶芯下入到井底，进行井下作业；在工作时，液压设备由注液通道向外壳总成内注入高压液体，上胶芯和主动补偿胶芯受液压而形变，向内部收拢，从而抱紧于钻杆形成密封，在钻杆旋转时，液压设备持续地供压，保证上胶芯、主动补偿胶芯为钻杆提供稳定的密封，防止了井下液体返出到钻台面和避免地面压力不能传到至井底；需要说明的是，较现有技术中，胶芯与钻杆之间采用过盈配合实现密封的技术方案而言，本申请中提供的主动密封结构，通过调整作用于上主动补偿胶芯的压力，可及时地对钻杆形成密封，避免上胶芯和主动补偿胶芯在磨损发生形变后，造成井下液体返至钻台面上以及不能将地面套压传导至井底造成井底压力失控的事故发生。

在可选的实施方式中，主动补偿胶芯包括相互连接的第一部分和第二部分，第二部分较第一部分接近旁通通道；

第一部分形成有第一斜面，第一斜面沿第一部分至第二部分的方向上呈外扩状；

第二部分形成有第二斜面，第二斜面沿第一部分至第二部分的方向上呈内缩状。

上述实现的过程中，液压设备向注液通道注液时，高压液作用于第一斜面，在第一斜面的引导下，作用力朝向主动补偿胶芯内部，使得第一部分向内形变，从而抱紧钻杆形成密封；同时，井下液体由井下返出时，在第二斜面的引导下，会顺利地由旁通通道流出；同时，井下液体作用于第二斜面，其作用力朝向主动补偿胶芯内部，导致第二斜面向内形变，从而抱紧钻杆形成密封。

在可选的实施方式中，第一部分的截面呈等腰梯形，第二部分与第一部分呈镜像对称。