CN103216224B - 一种地质钻探用环空压力监测密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地质钻探用环空压力监测密封装置，适用于地质钻探施工中的压力监测、压力控制、压力堵漏等钻孔维护作业。由中心管、密封外壳、压力表、安全阀、泄压管、旋阀、孔口管、键、密封圈组成，密封外壳安装在中心管上，密封外壳上加工有四个L型缺口，压力表与安全阀连接安装在密封外壳上，泄压管安装在密封外壳上，泄压管上端安装有旋阀，密封圈安装在孔口管上，孔口管安装在密封外壳内，孔口管外壁上焊接有四个键用于锁定密封外壳与孔口管的相对位置。本发明可以实时监测井筒环空压力变化，同时能够进行密封保压、泄压等操作，具有压力监测、压力控制、保持孔壁稳定等作用，可大幅提高堵漏的效果和质量、控制涌水便于压井作业，从而提高钻探技术水平，有效降低钻探成本。

Description

一种地质钻探用环空压力监测密封装置

所属技术领域

本发明涉及一种地质钻探用环空压力监测密封装置，适用于地质钻探施工中的压力监测、压力控制、压力堵漏等钻孔维护作业。

背景技术

在地质钻探中，孔口通常是开放式的。这种开放式孔口的缺点在于：1.无法实时监测环空压力，无法控制环空压力，不能进行压力堵漏、控制涌水等复杂作业；2.不安全，不具备处理井喷、井涌等复杂事故能力；3.不环保，钻井液回收困难，对自然环境污染和破坏较大。

在石油井钻探中通常通过防喷器或孔口节流装置等密封装置实现孔口密封、压力堵漏等作业过程。在地质钻探中，没有类似的环空压力监测及密封装置，并且石油上的相关设备受规格尺寸以及成本的限制，无法满足地质钻探使用要求。因此，迫切需要一种结构简单、成本低廉的地质钻探用环空压力监测密封装置，以实现环空压力监测、压力堵漏及涌水控制等钻孔维护作业。

发明内容

为了克服当前地质钻探中无环空压力监测密封装置，无法进行环空压力监测、控制，无法进行加压堵漏、压井、防喷等复杂作业的技术问题，本发明提供一种地质钻探用环空压力监测密封装置，该装置不仅能够实时监测井筒环空压力变化，同时能够进行密封保压、泄压等操作，可大幅提高堵漏的效果和质量、控制涌水便于压井作业，具有压力监测、压力控制、保持孔壁稳定等作用，从而提高钻探技术水平，有效降低钻探成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地质钻探用环空压力监测密封装置由中心管、密封外壳、压力表、安全阀、泄压管、旋阀、孔口管、键、密封圈组成，所述中心管上端下端均可与钻杆相连接，密封外壳通过螺纹安装在中心管上，密封外壳上加工有四个L型缺口，压力表与安全阀连接安装在密封外壳上，泄压管通过螺纹安装在密封外壳上，泄压管的上端安装有旋阀，密封圈安装在孔口管上，孔口管外壁上沿周向焊接有四个键，孔口管安装在密封外壳内，孔口管上的四个键旋入密封外壳的L形缺口内锁定密封外壳与孔口管的相对位置，限制密封外壳与孔口管的轴向移动。工作时，先将环空压力监测密封装置中心管上端、下端连接钻杆后下入孔口管中的指定位置，将孔口管上的四个键旋入密封外壳的L形缺口内锁定密封外壳与孔口管的相对位置完成环空压力监测密封装置的安装，工作时可通过压力表实时监测环空压力，通过改变泄压管上端安全阀的打开或关闭状态实现环空压力的释放或保压操作。中心管、密封外壳、泄压管、键可选用A3钢或45#钢，经过锻、车、锐、钻、刨等工序加工完成；密封圈可用橡胶和树脂等弹性材料制成。

本发明的有益效果是为地质钻探提供一种地质钻探用环空压力监测密封装置，可以较便捷地封闭孔口管与钻杆间的环状空间，实时监测井筒环空压力变化，同时能够进行密封保压、泄压等操作，可大幅提高堵漏的效果和质量、控制涌水便于压井作业，实现压力监测、压力控制、保持孔壁稳定，从而提高钻探技术水平，有效降低钻探成本。此外，本发明结构简单、加工方便、成本低、寿命长，可以长时间重复使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明应用原理图。

图2是本发明正视图。

图3是本发明右视图。

图4是本发明俯视图。

图5是本发明A-A剖面图。

图6是本发明孔口管正视图。

图7是本发明孔口管B-B剖面图。

图1中1.上部钻杆，2.环空压力监测密封装置，3.孔口管，4.下部钻杆；图2中5.中心管，6.密封外壳，7.泄压管，8.旋阀，10.键，11.安全阀，12.压力表；图3中5.中心管，6.密封外壳，7.泄压管，8.旋阀，10.键；图4中5.中心管，6.密封外壳，7.泄压管，8.旋阀；图5中5.中心管，6.密封外壳，7.泄压管，8.旋阀，9.密封圈，10.键，11.安全阀，12.压力表；图6中9.密封圈，10.键；图7中9.密封圈，10.键。

具体实施方式

在图1中，环空压力监测密封装置2中心管5上端连接上部钻杆1，孔口密封装置2下端连接下部钻杆4，下入孔口管3中的指定位置，将孔口管3上的四个键10旋入密封外壳6的L形缺口内锁定密封外壳6与孔口管3的相对位置完成环空压力监测密封装置2的安装，工作时可通过压力表12实时监测环空压力，通过改变泄压管7上端旋阀8的打开或关闭状态实现环空压力的释放或保压操作。

在图5中，中心管5上端、下端均加工有梯形螺纹扣用于连接上部钻杆1和下部钻杆4，密封外壳6通过螺纹安装在中心管上，密封外壳6上端面上加工有2个贯通圆孔，密封外壳6外壁上加工有四个L型缺口；压力表12与安全阀11连接安装在密封外壳6上端面左侧的贯通圆孔处，通过压力表12可以实时监测环空压力；泄压管7通过螺纹安装在密封外壳6上端右侧的贯通圆孔处，泄压管7的上端安装有旋阀8，通过改变泄压管7上端旋阀8的打开或关闭状态实现环空压力的释放或保压操作；密封圈9安装在孔口管3上，孔口管3上沿周向焊接有四个键10，孔口管3安装在密封外壳6内，孔口管3上的四个键10旋入密封外壳6的L形缺口内锁定密封外壳6与孔口管3的相对位置，限制密封外壳6与孔口管3的轴向移动。

在图7中，孔口管3外壁上加工有两个环形凹槽，密封圈9安装在孔口管3的环形凹槽处，孔口管3外壁上沿周向焊接有四个键10，用于锁定密封外壳6与孔口管3的相对位置，限制密封外壳6与孔口管3的轴向移动。

在图1中，应用本发明环空压力监测密封装置2进行压力堵漏作业时，将环空压力监测密封装置2中心管5上端连接上部钻杆1，孔口密封装置2下端连接下部钻杆4，下入孔口管3中的指定位置，将孔口管3上的四个键10旋入密封外壳6的L形缺口内锁定密封外壳6与孔口管3的相对位置完成环空压力监测密封装置2的安装，可通过压力表12实时监测环空压力，通过改变泄压管7上端旋阀8的打开或关闭状态实现环空压力的释放或保压操作。压力堵漏工作时，将堵漏液和钻井液通过泥浆泵泵入孔内，通过压力表12实时监测环空压力，在达到设计压力后停泵保压，达到堵漏要求后打开旋阀8释放压力完成压力堵漏作业。

以上是本发明的较佳实施例，凡是依本发明技术方案所做的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种地质钻探用环空压力监测密封装置，由孔口管(3)，中心管(5)，密封外壳(6)，泄压管(7)，旋阀(8)，密封圈(9)，键(10)，安全阀(11)，压力表(12)组成，孔口管(3)外壁上加工有两个环形凹槽，密封圈(9)安装在孔口管(3)的环形凹槽处，中心管(5)与钻杆(1，4)相连接，密封外壳(6)通过螺纹安装在中心管(5)上，孔口管(3)安装在密封外壳(6)内，压力表(12)与安全阀(11)连接安装在密封外壳(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种地质钻探用环空压力监测密封装置，其特征在于密封外壳(6)上端面上加工有2个贯通圆孔，压力表(12)与安全阀(11)连接安装在密封外壳(6)上端面左侧的贯通圆孔处，通过压力表(12)可以实时监测环空压力。

3.根据权利要求1所述的一种地质钻探用环空压力监测密封装置，其特征在于密封外壳(6)外壁上加工有四个L型缺口，孔口管(3)外壁上沿周向焊接有四个键(10)，用于锁定密封外壳(6)与孔口管(3)的相对位置，限制密封外壳(6)与孔口管(3)的轴向移动。

4.根据权利要求1所述的一种地质钻探用环空压力监测密封装置，其特征在于泄压管(7)通过螺纹安装在密封外壳(6)上端右侧的贯通圆孔处，泄压管(7)的上端安装有旋阀(8)，通过改变泄压管(7)上端旋阀(8)的打开或关闭状态实现环空压力的释放或保压操作。