CN114396241B - 一种双层密封型球形胶芯及环形防喷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层密封型球形胶芯及环形防喷器，球形胶芯包括球形胶芯本体、推动机构和多个支撑筋。球形胶芯本体包括环形底盘和圆周设于环形底盘顶部的多个橡胶牙；支撑筋间隔于两个橡胶牙之间，支撑筋底部通过弹簧组件连接于环形底盘；推动机构包括多个密封头和多个推动组件，密封头和推动组件之间通过连杆连接，多个密封头沿环形底盘内壁均匀分布，推动组件位于环形底盘外侧，连杆滑动配合于环形底盘内，球形胶芯在活塞推动下，向上移动时，可使连杆内移，多个密封头聚拢于钻杆。增加支撑筋连接的稳定性，防止支撑筋落到井内，同时可以使支撑筋快速回位；设置双层密封结构，增加球形胶芯的密封效果。

Description

一种双层密封型球形胶芯及环形防喷器

技术领域

本发明涉及防喷器技术领域，尤其涉及一种双层密封型球形胶芯及环形防喷器。

背景技术

环形防喷器运作时会在管柱和井筒之间形成一个密封的环形空间。现场工作中，经常需要使用一组防喷器，在使用了球形胶芯环形防喷器后，如果球型胶芯回位不及时，钻杆开始起下钻，可能使球型胶芯、支撑筋分离，球型胶芯的胶料落到井内可以通过循环液带出来，支撑筋落到井内循环液带不出，不好打捞，如果支撑筋打捞不出来，没法继续下钻，损失很严重；另外，球形胶芯顶部聚拢后，在钻杆上形成密封环，但是，当球形胶芯无法聚拢，或者密封效果不好时，现有技术缺乏备用方案，只能将该球形胶芯进行维修或更换，耽误工作速率。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种双层密封型球形胶芯及环形防喷器，球形胶芯中，增加支撑筋连接的稳定性，防止支撑筋落到井内，同时可以使支撑筋快速回位；设置双层密封结构，增加球形胶芯的密封效果。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种双层密封型球形胶芯，设于环形防喷器内，包括球形胶芯本体、推动机构和多个支撑筋。

球形胶芯本体包括环形底盘和圆周设于环形底盘顶部的多个橡胶牙；

支撑筋间隔于两个橡胶牙之间，支撑筋底部通过弹簧组件连接于环形底盘；

推动机构包括多个密封头和多个推动组件，密封头和推动组件之间通过连杆连接，多个密封头沿环形底盘内壁均匀分布，推动组件位于环形底盘外侧，连杆滑动配合于环形底盘内，球形胶芯在活塞推动下，向上移动时，可使连杆内移，多个密封头聚拢于钻杆。

进一步的，推动组件包括密封盒和位于密封盒内的竖杆、斜杆，密封盒固定连接于环形底盘，连杆延伸至密封盒内，连杆与密封盒壁滑动配合，斜杆倾斜设于连杆上，且斜杆的低端朝向球形胶芯本体设置，竖杆上设有斜槽，斜杆滑动配合于斜槽，竖杆底部延伸至密封盒外，用于连接活塞，竖杆与密封盒滑动配合。

进一步的，密封盒内设有限位槽，竖杆顶部滑动配合于限位槽。

进一步的，弹簧组件包括弹簧、位于弹簧两端的螺钉，两个螺钉的螺纹方向相反，环形底盘外壁上设有多个装配槽，弹簧位于装配槽内，两个螺钉分别连接环形底盘和支撑筋。

进一步的，连杆、密封盒位于两个橡胶牙之间，尺寸以允许橡胶牙外壁紧贴环形防喷器的顶盖为准。

进一步的，密封头外周位于环形底盘内，且密封头随连杆与环形底盘滑动配合，当多个密封头聚拢于钻杆时，形成封闭的圆形。

一种环形防喷器，包括底壳、顶盖及上述所述的双层密封型球形胶芯，底壳内设有活塞，球形胶芯位于顶盖内。

进一步的，顶盖、底壳内壁相同位置设有多个滑槽，密封盒上下滑动配合于滑槽。

进一步的，活塞上设有多个气动升降杆，活塞用于上下移动球形胶芯，气动升降杆用于上下移动竖杆。

本发明的有益效果在于：

1、双层密封结构的球形胶芯，其顶部的橡胶牙、支撑筋聚拢为第一层密封，位于球形胶芯底部的密封头聚拢为第二层密封，双层密封结构可以有效解决橡胶牙、支撑筋无法密封，或密封效果不佳的问题；也可以作为备选方案使用，或者两个方案同时使用；当密封不同规格的钻杆时，也可以用胶芯的不同位置来密封。

2、支撑筋底部通过弹簧组件连接于环形底盘，弹簧组件包括弹簧、连接于弹簧两端的螺钉，在球形胶芯回位的过程中，弹簧组件可以将支撑筋快速拉回原位，还可以防止其掉入井内，而且组装支撑筋时，先将弹簧组件一端插入装配槽底部的螺纹孔内，然后将支撑筋放置于弹簧组件上，然后转动弹簧，因为两个螺钉的螺纹方向相反，所以可以同时将两个螺钉拧进支撑筋和环形底盘上，组装便捷且结构稳定。

3、本发明中，巧妙地竖直方向的作用力转化为水平作用力，当竖杆向上移动时，因为斜杆与斜槽的限位、滑动配合，连杆只能在水平方向上向球形胶芯内移动，从而使三个密封头聚拢，实现密封。

附图说明

图1为实施例1的球形胶芯结构图；

图2为实施例1的球形胶芯俯视图；

图3为实施例1的推动机构结构图；

图4为实施例1的球形胶芯本体结构图；

图5为实施例1的弹簧组件结构图；

图6为实施例2的环形防喷器结构图；

图7为实施例2的环形防喷器内部结构图；

图8为实施例2的环形防喷器剖面图；

附图标记：球形胶芯本体-1、推动机构-2、支撑筋-3、环形底盘-11、橡胶牙-12、弹簧组件-4、密封头-21、推动组件-22、连杆-23、活塞-5、密封盒-221、竖杆-222、斜杆-223、斜槽-224、限位槽-225、弹簧-41、螺钉-42、装配槽-13、底壳-7、顶盖-6、滑槽-61、气动升降杆-51。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实施例提供了一种双层密封型球形胶芯，设于环形防喷器内，包括球形胶芯本体1、推动机构2和多个支撑筋3。

具体的，球形胶芯本体1呈现莲花座型，包括环形底盘11和圆周设于环形底盘11顶部的多个橡胶牙12，环形底盘11的材质可以是金属，橡胶牙12的材质为橡胶。

具体的，相邻两个橡胶牙12之间有间隙，支撑筋3间隔于两个橡胶牙12之间，支撑筋3底部通过弹簧组件4连接于环形底盘11，在球形胶芯回位的过程中，弹簧组件4可以将支撑筋3快速拉回原位，还可以防止其掉入井内。

具体的，推动机构2包括多个密封头21和多个推动组件22，密封头21和推动组件22之间通过连杆23连接，多个密封头21沿环形底盘11内壁均匀分布，推动组件22位于环形底盘11外侧，连杆23滑动配合于环形底盘11内，球形胶芯在活塞5推动下，向上移动，当球形胶芯到达最高点，再使连杆23内移，使多个密封头21聚拢于钻杆。

也就是说，球形胶芯顶部的橡胶牙12、支撑筋3聚拢为第一层密封，位于球形胶芯底部的密封头21聚拢为第二层密封，双层密封结构可以有效解决橡胶牙12、支撑筋3无法密封，或密封效果不佳的问题；可以作为备选方案使用，或者两个方案同时使用；当密封不同规格的钻杆时，也可以用胶芯的不同位置来密封。

更具体的，在本实施例中设置了三个密封头21，密封头21外周位于环形底盘11内，且密封头21随连杆23与环形底盘11滑动配合，当三个密封头21聚拢于钻杆时，形成封闭的圆形。

更具体的，推动组件22包括密封盒221和位于密封盒221内的竖杆222、斜杆223，密封盒221固定连接于环形底盘11外壁，连杆23延伸至密封盒221内，连杆23与密封盒221壁滑动配合，斜杆223倾斜固定设于连杆23上，且斜杆223的低端朝向球形胶芯本体1设置，竖杆222上设有斜槽224，斜杆223滑动配合于斜槽224，竖杆222底部延伸至密封盒221外，用于连接活塞5，竖杆222与密封盒221滑动配合。

也就是说，当竖杆222向上移动时，因为斜杆223与斜槽224的限位、滑动配合，连杆23只能在水平方向上向球形胶芯内移动，从而使三个密封头21聚拢，实现密封。

为了进一步提高竖杆222移动的稳定性，密封盒221内设有限位槽225，竖杆222顶部滑动配合于限位槽225。

更具体的，弹簧组件4包括弹簧41、连接于弹簧41两端的螺钉42，两个螺钉42的螺纹方向相反，环形底盘11外壁上设有多个装配槽13，装配槽13顶部与外界连通，弹簧41位于装配槽13内，两个螺钉42分别连接环形底盘11和支撑筋3。

组装支撑筋3时，先将弹簧组件4一端插入装配槽13底部的螺纹孔内，然后将支撑筋3放置于弹簧组件4上，此时需要小工具的辅助，因为装配槽13外壁也与外界连通，将小工具从装配槽13外壁处插入，然后转动弹簧41，因为两个螺钉42的螺纹方向相反，所以可以同时将两个螺钉42拧进支撑筋3和环形底盘11上。

更具体的，在橡胶牙12、支撑筋3沿环形防喷器内壁上下移动时，为了防止密封盒221影响到橡胶牙12、支撑筋3的聚拢及密封效果，如图2所示，连杆23、密封盒221位于两个橡胶牙12之间，尺寸以允许橡胶牙12外壁紧贴环形防喷器的顶盖6为准。

实施例2

如图6、图7、图8所示，本实施例提供了一种环形防喷器，包括底壳7、顶盖6及实施例1中的双层密封型球形胶芯，活塞5位于底壳7内，球形胶芯位于顶盖6内。

更具体的，为了保证支撑筋3紧贴环形防喷器内壁上下移动，顶盖6、底壳7内壁相同位置设有多个滑槽61，密封盒221上下滑动配合于滑槽61。

更具体的，活塞5上设有多个气动升降杆51，活塞5用于上下移动球形胶芯，气动升降杆51用于上下移动竖杆222。

当利用本实施例来密封钻杆时，第一种情况为：利用活塞5将球形胶芯本体1、推动机构2同时向上移动，橡胶牙12、支撑筋3聚拢，从而密封钻杆；第二种情况为：气动升降杆51直接升起，从而使密封头21聚拢，实现密封；第三种情况为：先利用活塞5将球形胶芯本体1、推动机构2同时向上移动，当到达最高点时，已经完成第一层密封，然后气动升降杆51升起，使密封头21聚拢，实现双层密封。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种双层密封型球形胶芯，其特征在于，所述双层密封型球形胶芯设于环形防喷器内，包括球形胶芯本体（1）、推动机构（2）和多个支撑筋（3）；

球形胶芯本体（1）包括环形底盘（11）和圆周设于环形底盘（11）顶部的多个橡胶牙（12）；

支撑筋（3）间隔于两个橡胶牙（12）之间，支撑筋（3）底部通过弹簧组件（4）连接于环形底盘（11）；

推动机构（2）包括多个密封头（21）和多个推动组件（22），密封头（21）和推动组件（22）之间通过连杆（23）连接，多个密封头（21）沿环形底盘（11）内壁均匀分布，推动组件（22）位于环形底盘（11）外侧，连杆（23）滑动配合于环形底盘（11）内，当球形胶芯在活塞（5）推动下向上移动时，使连杆（23）内移，连杆（23）内移使多个密封头（21）聚拢于钻杆。

2.根据权利要求1所述的双层密封型球形胶芯，其特征在于，推动组件（22）包括密封盒（221）和位于密封盒（221）内的竖杆（222）、斜杆（223），密封盒（221）固定连接于环形底盘（11），连杆（23）延伸至密封盒（221）内，连杆（23）与密封盒（221）壁滑动配合，斜杆（223）倾斜设于连杆（23）上，且斜杆（223）的低端朝向球形胶芯本体（1）设置，竖杆（222）上设有斜槽（224），斜杆（223）滑动配合于斜槽（224），竖杆（222）底部延伸至密封盒（221）外，用于连接活塞（5），竖杆（222）与密封盒（221）滑动配合。

3.根据权利要求2所述的双层密封型球形胶芯，其特征在于，密封盒（221）内设有限位槽（225），竖杆（222）顶部滑动配合于限位槽（225）。

4.根据权利要求1所述的双层密封型球形胶芯，其特征在于，弹簧组件（4）包括弹簧（41）、位于弹簧（41）两端的螺钉（42），两个螺钉（42）的螺纹方向相反，环形底盘（11）外壁上设有多个装配槽（13），弹簧（41）位于装配槽（13）内，两个螺钉（42）分别连接环形底盘（11）和支撑筋（3）。

5.根据权利要求2所述的双层密封型球形胶芯，其特征在于，连杆（23）、密封盒（221）位于两个橡胶牙（12）之间，尺寸以允许橡胶牙（12）外壁紧贴环形防喷器的顶盖（6）为准。

6.根据权利要求1所述的双层密封型球形胶芯，其特征在于，密封头（21）外周位于环形底盘（11）内，且密封头（21）随连杆（23）与环形底盘（11）滑动配合，当多个密封头（21）聚拢于钻杆时，形成封闭的圆形。

7.一种环形防喷器，其特征在于，包括底壳（7）、顶盖（6）及如权利要求2~6任一项所述的双层密封型球形胶芯，底壳（7）内设有活塞（5），球形胶芯位于顶盖（6）内。

8.根据权利要求7所述的环形防喷器，其特征在于，顶盖（6）、底壳（7）内壁相同位置设有多个滑槽（61），密封盒（221）上下滑动配合于滑槽（61）。

9.根据权利要求7所述的环形防喷器，其特征在于，活塞（5）上设有多个气动升降杆（51），活塞（5）用于上下移动球形胶芯，气动升降杆（51）用于上下移动竖杆（222）。

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