CN103670307A

CN103670307A - 一种保证钻井液连续循环短接及其钻井液连续循环工艺

Info

Publication number: CN103670307A
Application number: CN201310666384.6A
Authority: CN
Inventors: 张微; 李彬; 姚建鹏; 曾艳春; 陆洋阳; 戴运才; 赵炎; 张凤; 王基林
Original assignee: CNPC Great Wall Drilling Co
Current assignee: CNPC Great Wall Drilling Co
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及一种石油钻井技术领域，特别涉及一种保证钻井液连续循环短接及其钻井液连续循环工艺。该循环短接包括低扭矩球阀阀芯和旁通单流阀；短接本体内部安装有低扭矩球阀阀芯，旁通单流阀置于低扭矩球阀阀芯下端并安装在短接本体侧壁上；该循环工艺通过连续循环钻井管汇实现。本发明实现了钻柱连接时钻井液的连续循环，避免因开停泵造成的井下压力波动，减少因井下压力波动过大带来的井下复杂情况和井下事故，操作简单便捷，施工过程安全可靠。克服了现有石油钻井起下钻以及接立柱作业需要停泵中断钻井液循环的不足。

Description

一种保证钻井液连续循环短接及其钻井液连续循环工艺

技术领域：

本发明涉及一种石油钻井技术领域，特别涉及一种保证钻井液连续循环短接及其钻井液连续循环工艺。

背景技术：

在常规石油钻井起下钻以及接立柱作业中，需要停泵中断钻井液循环，完成后要开泵恢复循环；由停止到开始循环时会产生压力激动。停止循环时井底压力下降，在低压层位可能会引起井涌；循环恢复时，井底压力骤增会使地层的压力增加，可能引起敏感地层的循环漏失；在大位移井和水平井的大斜度井段，停止循环易形成岩屑床；停止循环易使钻井液温度升高，改变钻井液性能；欠平衡钻井时，中断循环使得环空内的压力极不稳定。由此造成井眼不稳定和井壁坍塌、卡钻、压裂地层造成井漏以及产生油层伤害等井下复杂情况，更严重的造成井下复杂情况经长时间处理未果，导致填井埋钻具。严重影响了钻井正常施工，造成巨大的经济损失。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种保证钻井液连续循环短接及其钻井液连续循环工艺，该工艺实现了钻柱连接时钻井液的连续循环，避免因开停泵造成的井下压力波动，减少因井下压力波动过大带来的井下复杂情况和井下事故，操作简单便捷，施工过程安全可靠。克服了现有石油钻井起下钻以及接立柱作业需要停泵中断钻井液循环的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种保证钻井液连续循环短接，包括低扭矩球阀阀芯和旁通单流阀；短接本体内部安装有低扭矩球阀阀芯，旁通单流阀置于低扭矩球阀阀芯下端并安装在短接本体侧壁上；低扭矩球阀阀芯包括支撑架、下底座、下阀座和球体，短接本体内部台阶上安装有支承架，支承架下端内部安装有下底座，下底座上安装下阀座，波形簧安装在下阀座下部的安装槽内，承扭杆一端连接球体，球体中心开有通道，承扭杆另一端穿过支承架连接操作键，操作键安装在短接本体侧孔内，操作手柄与操作键相连，支承架上端安装上阀痤，下阀座上端和上阀座下端均通过球面密封与球体之间密封，支承架上端外壁上安装有锁位簧，上阀座上端安装有开口挡圈、挡圈和孔用弹性挡圈；旁通单流阀包括侧阀阀座、侧阀活塞、密封圈和限位装置，限位装置安装在短接本体侧壁上的安装孔内侧台阶上，活塞中部设计为锥状体，锥状体上下两端为导引杆，活塞下端导引杆插入限位装置槽内，弹簧一端顶在限位装置上，弹簧另一端顶在活塞上，活塞上端导引杆插入侧阀阀座的导引槽内。

一种使用保证钻井液连续循环短接的连续循环工艺，该工艺通过连续循环钻井管汇实现，连续循环钻井管汇结构如下：泥浆泵、主循环管汇、水龙头、钻杆立柱、连续循环短接、钻杆顺次相连，主循环管汇上连接有主循环管汇控制阀和压力表，主循环管汇通过管线连接放压控制阀，泥浆泵、旁通管汇、旁通软管、快速连接插头、连续循环短接的旁通单流阀顺次连接，旁通管汇上连接旁通管汇控制阀，旁通管汇通过管线连接泄压控制阀，旁通软管上连接压力表；

该工艺步骤如下：正常钻井钻进时，钻井液经水龙头、钻杆立柱和连续循环短接循环至井底，接立柱时，关闭主循环管汇控制阀，钻井液经旁通管汇、软管、快速连接插头和连续循环短接的旁通单流阀循环至井底，这时将放压控制阀打开，放压后，可实施接立柱操作，连接完成后，关闭放压控制阀，打开主循环管汇控制阀，关闭旁通管汇控制阀，打开泄压控制阀，旁通管汇压力降低后，泄压控制阀自动关闭，钻井液恢复正常循环，卸掉快速连接插头后，即可恢复正常钻进。

本发明的有益效果是：本发明实现了钻柱连接时钻井液的连续循环，避免因开停泵造成的井下压力波动，减少因井下压力波动过大带来的井下复杂情况和井下事故，操作简单便捷，施工过程安全可靠。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为保证钻井液连续循环短接的结构示意图。

图2为低扭矩球阀的结构示意图。

图3为旁通单流阀的结构示意图。

图4为连续循环钻井管汇的结构示意图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，一种保证钻井液连续循环短接，包括低扭矩球阀阀芯4和旁通单流阀10；短接本体12内部安装有低扭矩球阀阀芯4，旁通单流阀10置于低扭矩球阀阀芯4下端并安装在短接本体12侧壁上；低扭矩球阀阀芯4包括支撑架1、下底座2、下阀座3和球体6，短接本体12内部台阶上安装有支承架1，支承架1下端内部安装有下底座2，下底座2上安装下阀座3，波形簧11安装在下阀座3下部的安装槽内，安装时有一定的预压缩力。承扭杆7一端连接球体6，球体6中心开有通道，承扭杆7另一端穿过支承架1连接操作键17，操作键17安装在短接本体12侧孔内，操作手柄18与操作键17相连，支承架1上端安装上阀痤8，下阀座3上端和上阀座8下端均通过球面密封5与球体6之间密封，支承架1上端外壁上安装有锁位簧9，锁位簧9对支撑架1及已经安装好的下底座2，下阀座3，波形簧11，球体6，承扭杆7及上阀座8起固定作用。上阀座8上端安装有开口挡圈13、挡圈14和孔用弹性挡圈15；旁通单流阀10包括侧阀阀座21、侧阀活塞22、密封圈24和限位装置25，限位装置25安装在短接本体12侧壁上的安装孔内侧台阶上，活塞22中部设计为锥状体，锥状体上下两端为导引杆，活塞22下端导引杆插入限位装置25槽内，弹簧23一端顶在限位装置25上，弹簧23另一端顶在活塞22上，活塞22上端导引杆插入侧阀阀座21的导引槽内。安装时操作键17处于关状态，低扭矩球阀阀芯4置于关闭位置，开关阀门时将操作手柄18放入操作键17内转动90度即可。

如图4所示，一种使用保证钻井液连续循环短接的连续循环工艺，该工艺通过连续循环钻井管汇实现，连续循环钻井管汇结构如下：泥浆泵34、主循环管汇、水龙头33、钻杆立柱32、连续循环短接31、钻杆28顺次相连，主循环管汇上连接有主循环管汇控制阀19和压力表30，主循环管汇通过管线连接放压控制阀16，泥浆泵34、旁通管汇、旁通软管27、快速连接插头29、连续循环短接31的旁通单流阀10顺次连接，旁通管汇上连接旁通管汇控制阀20，旁通管汇通过管线连接泄压控制阀26，旁通软管27上连接压力表30；

该工艺步骤如下：正常钻井钻进时，钻井液经水龙头33、钻杆立柱32和连续循环短接31循环至井底，接立柱时，关闭主循环管汇控制阀19，钻井液经旁通管汇、软管27、快速连接插头29和连续循环短接31的旁通单流阀10循环至井底，这时将放压控制阀16打开，放压后，可实施接立柱操作，连接完成后，关闭放压控制阀16，打开主循环管汇控制阀19，关闭旁通管汇控制阀20，打开泄压控制阀26，旁通管汇压力降低后，泄压控制阀26自动关闭，钻井液恢复正常循环，卸掉快速连接插头29后，即可恢复正常钻进。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种保证钻井液连续循环短接，包括低扭矩球阀阀芯（4）和旁通单流阀（10）；其特征在于：短接本体（12）内部安装有低扭矩球阀阀芯（4），旁通单流阀（10）置于低扭矩球阀阀芯（4）下端并安装在短接本体（12）侧壁上；低扭矩球阀阀芯（4）包括支撑架（1）、下底座（2）、下阀座（3）和球体（6），短接本体（12）内部台阶上安装有支承架（1），支承架（1）下端内部安装有下底座（2），下底座（2）上安装下阀座（3），波形簧（11）安装在下阀座（3）下部的安装槽内，承扭杆（7）一端连接球体（6），球体（6）中心开有通道，承扭杆（7）另一端穿过支承架（1）连接操作键（17），操作键（17）安装在短接本体（12）侧孔内，操作手柄（18）与操作键（17）相连，支承架（1）上端安装上阀痤（8），下阀座（3）上端和上阀座（8）下端均通过球面密封（5）与球体（6）之间密封，支承架（1）上端外壁上安装有锁位簧（9），上阀座（8）上端安装有开口挡圈（13）、挡圈（14）和孔用弹性挡圈（15）；旁通单流阀（10）包括侧阀阀座（21）、侧阀活塞（22）、密封圈（24）和限位装置（25），限位装置（25）安装在短接本体（12）侧壁上的安装孔内侧台阶上，活塞（22）中部设计为锥状体，锥状体上下两端为导引杆，活塞（22）下端导引杆插入限位装置（25）槽内，弹簧（23）一端顶在限位装置（25）上，弹簧（23）另一端顶在活塞（22）上，活塞（22）上端导引杆插入侧阀阀座（21）的导引槽内。

2.一种使用如权利要求1所述的保证钻井液连续循环短接的连续循环工艺，其特征在于：该工艺通过连续循环钻井管汇实现，连续循环钻井管汇结构如下：泥浆泵（34）、主循环管汇、水龙头（33）、钻杆立柱（32）、连续循环短接（31）、钻杆（28）顺次相连，主循环管汇上连接有主循环管汇控制阀（19）和压力表（30），主循环管汇通过管线连接放压控制阀（16），泥浆泵（34）、旁通管汇、旁通软管（27）、快速连接插头（29）、连续循环短接（31）的旁通单流阀（10）顺次连接，旁通管汇上连接旁通管汇控制阀（20），旁通管汇通过管线连接泄压控制阀（26），旁通软管（27）上连接压力表（30）；

该工艺步骤如下：正常钻井钻进时，钻井液经水龙头（33）、钻杆立柱（32）和连续循环短接（31）循环至井底，接立柱时，关闭主循环管汇控制阀（19），钻井液经旁通管汇、软管（27）、快速连接插头（29）和连续循环短接（31）的旁通单流阀（10）循环至井底，这时将放压控制阀（16）打开，放压后，可实施接立柱操作，连接完成后，关闭放压控制阀（16），打开主循环管汇控制阀（19），关闭旁通管汇控制阀（20），打开泄压控制阀（26），旁通管汇压力降低后，泄压控制阀（26）自动关闭，钻井液恢复正常循环，卸掉快速连接插头（29）后，即可恢复正常钻进。