CN103615200A - 钻井用导柱式连续循环连接短节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井用导柱式连续循环连接短节，包括短节基体，短节基体的侧壁上开设连接孔，还包括自上而下设置于短节基体内的上基体、滑动密封体、内滑套及下基体；上基体上沿竖直方向开设有开口；内滑套沿竖直方向开设第一空腔；下基体开设有第二空腔及通孔，第二空腔的下端封闭，内滑套密封连接于下基体上，且第一空腔连通第二空腔，连接孔与通孔相对应；滑动密封体包括桶状主体及密封件，该桶状主体滑动连接在内滑套上，密封件设置在桶状主体的上端，且密封件与开口相适配；短节基体的内侧壁与滑动密封体、内滑套及下基体之间还设置有连通开口及短节基体下端的通道。本发明可提高钻井过程中的压力稳定性，且结构简单，操作方便。

Description

钻井用导柱式连续循环连接短节

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井设备的配套装置，尤其涉及一种钻井用导柱式连续循环连接短节。

背景技术

钻井的根本目的是采用破岩钻井工具，破碎底层岩石，为开发地下资源形成通道，钻井过程中喷、漏、塌、卡等井下复杂情况，仍是当前钻井技术最基础和最根本的问题。在钻井作业中，连接单根或者立柱的过程中需要停泵3-5分钟，在这段时间泥浆循环会停止，泥浆的短暂停止可能造成大块地岩屑的下落而埋住钻头，很可能造成卡钻事故，此外，钻井时的保持井内的稳定性也是个突出的问题，例如，钻井中造成环空中动态压差，导致钻井液循环漏失，而且井底压力下降，有时会引起井涌，在循环恢复时井底压力突增对敏感性地层可能引起循环漏失。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定性更好的钻井用导柱式连续循环连接短节。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种钻井用导柱式连续循环连接短节，包括短节基体，所述短节基体的侧壁上开设连接孔，还包括自上而下设置于所述短节基体内的上基体、滑动密封体、内滑套及下基体；

所述上基体上沿竖直方向开设有开口；

所述内滑套沿竖直方向开设第一空腔；

所述下基体开设有第二空腔及连通第二空腔的通孔，所述第二空腔的下端封闭，所述内滑套密封连接所述下基体上，且所述第一空腔连通所述第二空腔，所述连接孔与所述通孔相对应；

所述滑动密封体包括桶状主体及密封件，该桶状主体滑动连接在内滑套上，所述密封件设置在所述桶状主体的上端，且所述密封件与所述开口相适配；

所述短节基体的内侧壁与所述滑动密封体、内滑套及下基体之间还设置有连通开口及短节基体下端的通道。

其中，所述密封件包括球面型凸起，所述开口设置有与所述球面型凸起相适配的凹陷结构。

其中，所述第二空腔的外侧设置第三空腔，所述滑动密封体与所述短节基体内侧壁之间有间隙，所述第三空腔两端开放，所述第三空腔与所述间隙相连通，所述内滑套的下端支撑在所述下基体的上端，所述间隙及所述第三空腔构成所述通道。

其中，所述第二空腔侧壁的上端设置梯形台阶，所述内滑套的下端支撑在梯形台阶上。

其中，所述连接孔及通孔上设置有堵头。

其中，所述堵头包括堵头主体及卡环，所述堵头主体与所述卡环相适配，所述卡环插接在所述通孔及连接口上，且所述堵头主体插接在所述卡环内。

其中，所述上基体外围、沿周向开设凹槽，所述凹槽内设置有密封圈，所述上基体通过密封圈密封连接在所述短节基体内。

其中，所述短节基体内、上基体的上方设置有及下基体的下方分别设置固定环及弹性密封件。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明在短节基体和滑动密封体及下基体之间设置通道，通道上端连接开口，在短节基体上端连接泥浆液或者钻井液输送装置后，泥浆液或者钻井液从开口流入，此时泥浆液或者钻井液对滑动密封体产生一定的压力，迫使其与内滑套之间实现密封，内滑套紧密的坐落在下基体上，泥浆液或钻井液沿通道下行，之后从短节基体的下端流出，主循环得以形成。当需要连接其他泥浆液或钻井液输送装置时，打开堵头并通过连接孔连接泥浆液或者钻井液输送装置，泥浆液或者钻井液进入，并流过下基体的第二空腔及第一空腔，在下侧密封面给滑动密封体一定压力，逐渐降低主循环回路的压力，当侧循环泥浆液或者钻井液对密封球体的压力大于主循环中压力时，滑动密封体上行，与上基体接触密封，泥浆液或者钻井液从通道流出，从而实现了侧循环。该发明中主循环和侧循环两者相互配合，使得从短节基体内下行的泥浆液或者钻井液的流量不会产生较大变换，可提高钻井过程中的压力稳定性。而且短节上不设置阀门，结构简单，操作方便，通过主循环与侧循环的交替，实现连续循环钻井。

此外，密封件采用球面型结构，开口设置有与密封件相适配的凹陷结构，采用该球面型设计，使得对中性更强，密封效果更好，且耐高压及稳定性效果更好。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的剖视图。

标号说明：

1、短节基体；2、弹性密封件；3、固定环；4、卡环；5、上基体；51、开口；6、滑动密封体；61、密封件；62、通道；7、内滑套；71、第一空腔；8、堵头主体；9、下基体；91、第二空腔；92、第三空腔；100、密封圈。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，该钻井用导柱式连续循环短节，包括短节基体1，该短节基体1的侧壁上开设连接孔，还包括自上而下设置于短节基体1内的上基体5、滑动密封体6、内滑套7及下基体9；

该上基体5上沿竖直方向开设有开口51；

该内滑套7沿竖直方向开设第一空腔71；

该下基体9开设有第二空腔91及连通第二空腔91的通孔，第二空腔91的下端封闭，内滑套7密封连接下基体9上，且第一空腔71连通第二空腔91，连接孔与通孔相对应；

该滑动密封体包括桶状主体及密封件61，该桶状主体滑动连接在内滑套7上，桶状主体内侧壁有导向柱，且与内滑套7的外侧壁之间有间隙，密封件61设置在桶状主体的上端，且密封件61与开口51相适配；

该短节基体1的内侧壁与滑动密封体6、内滑套7及下基体9之间还设置有连通开口51及短节基体1下端的通道62。

本实施例中，在短节基体1和滑动密封体6及下基体9之间设置通道62，通道62上端连接开口51，在从短节基体1上端连接泥浆液或者钻井液输送装置后，泥浆液或者钻井液从开口51流入，此时泥浆液或者钻井液对滑动密封体6产生一定的压力，迫使其与内滑套7之间实现密封，内滑套7紧密的坐落在下基体9上，泥浆液或钻井液沿通道62下行，之后从短节基体1的下端流出，主循环得以形成。当需要连接其他泥浆液或者钻井液输送装置时，打开堵头主体8并通过连接孔连接泥浆液或者钻井液输送装置，泥浆液或者钻井液进入，并流过下基体9的第二空腔91及第一空腔71，在下侧密封面给滑动密封体6一定压力，逐渐降低主循环回路的压力，当侧循环泥浆液或者钻井液对滑动密封体6的压力大于主循环中压力时，滑动密封体6上行，与上基体5接触密封，泥浆液或者钻井液从通道62流出，从而实现了侧循环。该发明中主循环和侧循环两者相互配合，使得从短节基体1内下行的泥浆液或者钻井液的流量不会产生较大变换，可提高钻井过程中的压力稳定性。而且短节上不设置阀门，结构简单，操作方便，通过主循环与侧循环的交替，实现连续循环钻井。

进一步地，在本实施例中，为达到更好的密封效果，设置特殊形状的密封件，该密封件61包括球面型凸起，开口51设置有与球面型凸起相适配的凹陷结构。密封件61采用球面型结构，开口51设置有与密封件61相适配的凹陷结构，采用该球面型设计，使得对中性更强，密封效果更好，而且耐高压及稳定性效果更好。

优选地，第二空腔91的外侧设置第三空腔92，滑动密封体6与短节基体1内侧壁之间有间隙，第三空腔92两端开放，第三空腔92与间隙相连通，内滑套7的下端支撑在下基体9的上端，更具体地，内滑套7是支撑在第二空腔91侧壁上端，该间隙及第三空腔92构成通道62。

本实施例中，在下基体9上采用大孔径通道62结构，即设置第三空腔92，泥浆液或者钻井液下行通过该第三空腔92，主循环和侧循环两者相互配合，泥浆液或者钻井液得以迅速通过，从而使得从短节基体1内下行的泥浆液或者钻井液的流量不会产生较大变化，可提高钻井过程中的压力稳定性。

为使内滑套7及下基体9之间有更好的密封效果，第二空腔91侧壁的上端设置梯形台阶，内滑套7的下端支撑在梯形台阶上。该结构中内滑套7坐落在梯形台阶上，使内滑套7的稳定性增强，且内滑套7与下基体9之间的密封效果更好。

在其他一些实施例中，作为另一种保证短节基体1内下行的泥浆液或者钻井液的流量不会产生较大变化的方案，该滑动密封体6及下基体9与短节基体1的内侧壁之间有间隙，该间隙构成通道62。

进一步，连接孔及通孔上设置有堵头。

优选地，该堵头包括堵头主体8及卡环4，堵头主体8与卡环4相适配，卡环4插接在通孔及连接口上，且堵头主体8插接在卡环4内。

该卡环4为贯穿通孔及连接孔，将第二空腔91与短节基体1外侧连通，在钻井过程中，下基体9在泥浆液或钻井液压力作用下会旋转，该卡环4可有效防止下基体9的旋转，堵头主体8插接在卡环4内，使用时只需将堵头主体8拔出，之后连接泥浆液或者钻井液输送装置即可。

本实施例中，为使上基体5更好的贴合短节基体1的内侧壁，上基体5外围、沿周向开设凹槽，凹槽内设置有密封圈100，上基体5通过密封圈100密封连接在短节基体1内。该种结构可有效防止通道62内的泥浆液及钻井液进入上基体5及短节基体1内侧壁之间的缝隙中，提高密封性，延长上基体5及短节基体1的寿命，当然，为提高密封效果下基体9外侧也设置密封圈100，为提高滑动密封体6与内滑套7之间的密封效果，在内滑套7的上端设置密封垫。

另外，为使上基体5和下基体9更稳定的固定在短节基体1内，在该短节基体1内、上基体5的上方及下基体9的下方分别设置固定环3及弹性密封件2，增加了该连续循环短节的整体强度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种钻井用导柱式连续循环连接短节，包括短节基体，所述短节基体的侧壁上开设连接孔，其特征在于，还包括自上而下设置于所述短节基体内的上基体、滑动密封体、内滑套及下基体；

所述上基体上沿竖直方向开设有开口；

所述内滑套沿竖直方向开设第一空腔；

所述下基体开设有第二空腔及连通第二空腔的通孔，所述第二空腔的下端封闭，所述内滑套密封连接所述下基体上，且所述第一空腔连通所述第二空腔，所述连接孔与所述通孔相对应；

所述滑动密封体包括桶状主体及密封件，该桶状主体滑动连接在内滑套上，所述密封件设置在所述桶状主体的上端，且所述密封件与所述开口相适配；

所述短节基体的内侧壁与所述滑动密封体、内滑套及下基体之间还设置有连通开口及短节基体下端的通道。

2.根据权利要求1所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述密封件包括球面型凸起，所述开口设置有与所述球面型凸起相适配的凹陷结构。

3.根据权利要求1所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述第二空腔的外侧设置第三空腔，所述滑动密封体与所述短节基体内侧壁之间有间隙，所述第三空腔两端开放，所述第三空腔与所述间隙相连通，所述内滑套的下端支撑在所述内滑套的上端，所述间隙及所述第三空腔构成所述通道。

4.根据权利要求3所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述第二空腔侧壁的上端设置梯形台阶，所述内滑套的下端支撑在梯形台阶上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述连接孔及通孔上设置有堵头。

6.根据权利要求5所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述堵头包括堵头主体及卡环，所述堵头主体与所述卡环相适配，所述卡环插接在所述通孔及连接口上，且所述堵头主体插接在所述卡环内。

7.根据权利要求1-4任一项所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述上基体外围、沿周向开设凹槽，所述凹槽内设置有密封圈，所述上基体通过密封圈密封连接在所述短节基体内。

8.根据权利要求1-4任一项所述的钻井用导柱式连续循环连接短节，其特征在于：所述短节基体内、上基体的上方设置有及下基体的下方分别设置固定环及弹性密封件。