[发明专利]一种气体钻井全自动孔口密封及相关作业系统

说明书

本发明公开了一种气体钻井全自动孔口密封及相关作业系统，包括有孔口密封及开合机构、排渣管拆卸机构、孔口密封运移机构、孔口密封拆卸机构、吊卡开合机构和电控机构，其中孔口密封及开合机构套设在井口上部的钻杆上，排渣管拆卸机构设在井口排渣管处的架体上，孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构对应排渣管拆卸机构设置，孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构装配在孔口密封及开合机构下部的架体上，吊卡开合机构设在孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构的下部，有益效果：能够实现全自动拆卸密封器，无需人力劳动，控制方式简单可靠、结构稳定、承载能力强，大幅提高拆卸效率，拆卸过程仅需人为远程操控，保证作业安全。

技术领域

本发明涉及一种密封及相关作业系统，特别涉及一种气体钻井全自动孔口密封及相关作业系统。

背景技术

目前，气体反循环钻井技术是一种以压缩气体作为循环介质，将钻进过程中产生的岩屑经钻杆中心通道携带至地面的欠平衡钻井技术，由于其机械钻速快、地层适应性强、排渣效果好等优点，在地质勘探、油气资源开发及矿山应急救援等领域得到了广泛应用。但受地层、反循环钻头结构及其它因素的影响，实际应用时反循环效果不理想，导致气体从钻柱与井壁的环形间隙上返，正循环和反循环钻进同时存在，影响现场作业安全，严重时甚至会导致井底排渣不彻底，易发生卡钻等事故。现有孔口相关作业系统密封方式单一、操作流程繁杂，现场使用极为不便，迫切需要开发一种气体钻井全自动孔口作业系统，以提高孔口密封性能，降低工作人员的劳动强度，节省钻进辅助时间，提高气体反循环钻井钻进效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有反循环钻探中所用的井口相应作业系统存在的密封方式单一、操作流程繁杂以及现场使用极为不便的问题而提供的一种气体钻井全自动孔口密封及相关作业系统。

本发明提供的气体钻井全自动孔口密封及相关作业系统包括有孔口密封及开合机构、排渣管拆卸机构、孔口密封运移机构、孔口密封拆卸机构、吊卡开合机构和电控机构，其中孔口密封及开合机构套设在井口上部的钻杆上，排渣管拆卸机构设在井口排渣管处的架体上，孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构对应排渣管拆卸机构设置，孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构装配在孔口密封及开合机构下部的架体上，吊卡开合机构设在孔口密封运移机构和孔口密封拆卸机构的下部，吊卡开合机构套设在井口处的内套管上，电控机构分别与孔口密封及开合机构、排渣管拆卸机构、孔口密封运移机构、孔口密封拆卸机构和吊卡开合机构相连接，电控机构控制孔口密封及开合机构、排渣管拆卸机构、孔口密封运移机构、孔口密封拆卸机构和吊卡开合机构的工作。

孔口密封及开合机构包括有内套管、外密封管体和内密封管体，其中内套管、外密封管体和内密封管体均套设在钻杆上，内套管的顶端与外密封管体底端之间相螺接，外密封管体与内密封管体之间通过轴承相连接，内密封管体能够独立进行旋转，外密封管体的侧壁上开设有排渣口，排渣口处连接有排渣管，外密封管体的顶端一侧边上固连有枢接轴，枢接轴上枢接有钻杆密封体，钻杆密封体为两个半圆相对的开合结构，两个半圆的钻杆密封体相对套设在钻杆上，两个半圆的钻杆密封体能够绕外密封管体顶端的枢接轴进行转动从而使两个半圆的钻杆密封体进行开合，外密封管体上在钻杆密封体的底部对称固连有两个支臂，两个支臂上分别设有第一电动推杆，两个第一电动推杆的一端分别与两个半圆的钻杆密封体相连接，在两个第一电动推杆的带动下两个半圆的钻杆密封体能够绕枢接轴进行开合，两个第一电动推杆均与电控机构相连接并由电控机构控制工作。

钻杆密封体与钻杆之间填塞有密封橡胶进行动态密封，钻杆密封体的底部与外密封管体顶端之间设有橡胶密封圈进行密封。