CN107023269A - 负压强抽清淤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负压强抽清淤装置，包括：连接阀，设置有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口的轴线与第二接口的轴线共线，第三接口的轴线相对于第一接口的轴线倾斜，第三接口与该方井连通；喷嘴，入口端的外周壁与第一接口密封连接，喷嘴的出口端设置在连接阀的内部，喷嘴设置有沿轴向贯通的内腔，该内腔包括锥形段和第一等径段，锥形段的小径端朝向喷嘴的出口端，第一等径段的直径与锥形段的小径端的直径相同，第一等径段与锥形段的小径端连接；泥浆泵，与喷嘴的入口端连通；振动筛，与连接阀的第二接口连通。本发明结构简单可靠，通过喷嘴高压喷射，产生的高负压强抽力将方井内的废液和固体颗粒吸出，液体可重新循环利用。

Description

负压强抽清淤装置

技术领域

本发明涉及石油行业钻井工程领域，具体是一种负压强抽清淤装置。

背景技术

石油钻井施工中时，钻井方井清淤主要分为未装井口和已装井口两种工况。未装井口时主要是要及时排出钻井液携带上来的岩屑混合浆，要求吸排装置具有易于固定、安全可靠、排量大，节省人力、工作连续、易于排出固定颗粒的特性，防止岩屑堆积，造成钻井事故。已安装井口装备主要是及时排出由井口洒落下的钻井液混合浆、废弃油水、较大固体颗粒等，要求吸排装置具有占用空间小、易于固定、安全可靠、节省人力、工作连续、易于排出较大颗粒物的特性，预防井口设备腐蚀，保证井口设备安全，不影响井口设备维护。目前钻井施工中，主要有两种方井清淤方法，一种是长螺杆泵清淤，另一种是钻井方井虹吸式泥浆抽排装置。上述两种清淤装置主要存在问题如下：

1、长螺杆泵清淤

缺点：排量小，需用多个螺杆泵进行抽排；不易排出固体颗粒，颗粒物容易签注螺杆泵或磨损螺杆泵，使其运转不正常，需要经常维修更换，工作效率低；震动大、不易固定、投入大量人力物力。

2、钻井方井虹吸式泥浆抽排装置。

缺点：适用范围有限，该方法仅适用于方井未安装井口前工况，主要是为了建立泥浆连续循环通道；抽吸力有限，无法抽排出较大固体颗粒；震动大、不易固定、漂移后会造成安全事故；在有井口设备的情况下使用，影响井口设备的操作和维护。

发明内容

本发明提供了一种负压强抽清淤装置，达到快速高效清理大颗粒岩屑的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种负压强抽清淤装置，用于抽取方井内的污物，负压强抽清淤装置包括：连接阀，设置有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口的轴线与第二接口的轴线共线，第三接口的轴线相对于第一接口的轴线倾斜，第三接口与该方井连通；喷嘴，入口端的外周壁与第一接口密封连接，喷嘴的出口端设置在连接阀的内部，喷嘴设置有沿轴向贯通的内腔，该内腔包括锥形段和第一等径段，锥形段的小径端朝向喷嘴的出口端，第一等径段的直径与锥形段的小径端的直径相同，第一等径段与锥形段的小径端连接；泥浆泵，与喷嘴的入口端连通；振动筛，与连接阀的第二接口连通。

进一步地，喷嘴的入口端置于第一接口的外部，喷嘴的入口端与第一接口螺纹密封连接。

进一步地，喷嘴的外径与第一接口的内径相适配，喷嘴的入口端设置有用于定位的定位凸起，定位凸起的直径大于第一接口的内径。

进一步地，第一等径段的轴向长度为13cm至17cm。

进一步地，该内腔还包括第二等径段，与锥形段的大径端连接，第二等径段的直径与锥形段大径端的直径相同，第二等径段与泥浆泵连通。

进一步地，第二等径段与锥形段同轴设置，第二等径段的轴向长度为15cm至20cm之间。

进一步地，第三接口的轴线与第一接口的轴线之间夹角小于或者等于90°。

进一步地，第三接口的轴线与第一接口的轴线之间夹角等于90°，第三接口位于第一接口与喷嘴的出口端之间。

进一步地，锥形段的锥度为1:12至1:15。

进一步地，锥形段的轴向长度为12cm至15cm。

本发明的有益效果是，本发明结构简单可靠，通过喷嘴高压喷射，产生的高负压强抽力将方井内的废液和固体颗粒吸出，液体可重新循环利用。具有安全高效、简便快捷、节省人力、价格低廉的优点，而且应用广泛。

本发明通过喷嘴高压喷射形成了高负压，产生的强大抽吸力及时将方井中淤泥及固体颗粒排出，克服了原有技术存在的问题，适用钻井各种工况，抽吸力强、结构紧凑、固定牢靠、成本低廉、节省人力、工作连续、能抽排较大颗粒物。

本发明结构简单，便于拆安，主体设备都固定在地面上，安全可靠，不影响井口装备的操作与维护。同时喷嘴具有耐磨损，使用周期长的优点，保证了整个装置能连续安全运行。通过喷嘴的高压喷射能在连接阀内产生强大抽吸力，能及时排出方井中淤泥及大颗粒固体。

本发明克服了现有技术存在的问题，提供了一种简便快捷、安全高效、操作方便、节省人力，价格低廉，便于拆装、工作连续、适用性强、抽排速度快的钻井方井清淤方法。提高了钻井效率，具有显著的经济效益。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明负压强抽清淤装置实施例的结构示意图；

图2为本发明负压强抽清淤装置实施例中连接阀与喷嘴的结构示意图。

图中附图标记：

10、连接阀； 11、第一接口；

12、第二接口； 13、第三接口；

20、喷嘴； 21、锥形段；

22、第一等径段； 23、第二等径段；

23、第二等径段； 30、泥浆泵；

40、振动筛； 50、方井；

61、高压输送管； 62、排出管；

63、连接管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，一种负压强抽清淤装置，用于抽取方井50内的污物，负压强抽清淤装置包括连接阀10、喷嘴20、泥浆泵30和振动筛40。连接阀10设置有第一接口11、第二接口12和第三接口13。第一接口11的轴线与第二接口12的轴线共线，第三接口13的轴线相对于第一接口11的轴线倾斜，第三接口13与该方井连通。喷嘴20入口端的外周壁与第一接口11密封连接，喷嘴20的出口端设置在连接阀10的内部，喷嘴20设置有沿轴向贯通的内腔，该内腔包括锥形段21和第一等径段22，锥形段21的小径端朝向喷嘴20的出口端，第一等径段22的直径与锥形段21的小径端的直径相同，第一等径段22与锥形段21的小径端连接。泥浆泵30与喷嘴20的入口端连通。振动筛40与连接阀10的第二接口12连通。

本发明结构简单可靠，通过喷嘴20高压喷射，产生的高负压强抽力将方井50内的废液和固体颗粒吸出，液体可重新循环利用。具有安全高效、简便快捷、节省人力、价格低廉的优点，而且应用广泛。

本发明实施例中的喷嘴20的接口提高了喷嘴20出口处射流的居中度和速度，增大了负压值，产生的抽吸力更大。并且现有技术中的喷嘴在长时间喷射冲刷过程中，出口端直径因水力射流冲刷易刺坏变大，降低了射流速度和压差。而本申请中的喷嘴20通过流道末端处的第一等径段22，能较长时间的保证出口端的射流速度和高压差，增加了喷嘴的寿命。本发明实施例中可以用普通钢材加工喷嘴，降低了成本。

具体地，喷嘴20的入口端置于第一接口11的外部，喷嘴20的入口端与第一接口11螺纹密封连接。喷嘴20的外径与第一接口11的内径相适配，喷嘴20的入口端设置有用于定位的定位凸起24，定位凸起24的直径大于第一接口11的内径。

如图2所示，途中喷嘴20的左侧为入口端，右侧为出口端，上述喷嘴20的左端伸出至第一接口11的外侧，用于与泥浆泵30连接，喷嘴20的右端置于连接阀10的内腔中，该喷嘴20的右端所在位置在第三接口13的右侧，并靠近第二接口12。上述锥形段21沿图2中由左至右的方向直径逐渐减小。上述第一等径段22位于锥形段21的右侧，即锥形段21的小径端位置。本发明实施例中，内腔还包括第二等径段23，与锥形段21的大径端同轴连接，第二等径段23的直径与锥形段21大径端的直径相同，第二等径段23与泥浆泵30连通。上述第二等径段23左端延伸至喷嘴20的入口处。

具体地，第一等径段22的轴向长度为13cm至17cm。本发明实施例中，上述第一等径段22的轴向长度为15cm，内径1cm至1.5cm。第二等径段23的轴向长度为15cm至20cm之间，内径2cm至2.5cm。锥形段21的锥度为1:12至1:15。锥形段21的轴向长度为12cm至15cm。

需要说明的是，第三接口13的轴线与第一接口11的轴线之间夹角小于或者等于90°。本发明实施例中，第三接口13的轴线与第一接口11的轴线之间夹角等于90°，第三接口13位于第一接口11与喷嘴20的出口端之间。

进一步地，本发明实施例中的抽排对象主要来自地下的颗粒岩屑、胶泥和大颗粒掉块等，对清排装置抽吸力和清排速度要求高。现有技术中的装置抽排对象主要是河沙，颗粒小，对清排装置抽吸力要求不高。本发明实施例中输送的液体是含有大量固相的钻井液，对喷嘴抗冲刷能力要求高。而现有技术中输送液体是清水，对喷嘴抗冲刷能力要求不高。

优选地，本发明实施例中的泥浆泵30是钻井专用大型泥浆泵，排量大(41L/S左右，最高压力30多MPa)，清淤时工作压力一般在12MPa左右，高压射流速度快，产生极强抽吸力，清淤速度快。

本发明实施例的具体连接方式如下：连接阀10的第三接口13通过排出管62插入下方的方井50中，喷嘴20安装在连接阀10上。喷嘴20入口端通过高压输送管61与泥浆泵30的排出端连接。连接阀10的第二接口12通过连接管63与振动筛40连接。

应用本发明实施例工作时：在钻井施工过程中，当携带岩屑的钻井液、钻台清理的废弃物、废弃油水、井壁垮塌大颗粒掉块进入方井50里并需要清理时，启动泥浆泵30，泥浆泵30输送出的钻井液由喷嘴20高压喷出，连接阀10内形成负压，从而使排出管62产生强大抽吸力，将方井50中淤泥及大块颗粒物快速抽出，并输送至与连接管63连接的振动筛40上，经过振动筛40分离后，钻井液进入循环系统重新利用。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明通过喷嘴高压喷射形成了高负压，产生的强大抽吸力及时将方井中淤泥及固体颗粒排出，克服了原有技术存在的问题，适用钻井各种工况，抽吸力强、结构紧凑、固定牢靠、成本低廉、节省人力、工作连续、能抽排较大颗粒物。

本发明结构简单，便于拆安，主体设备都固定在地面上，安全可靠，不影响井口装备的操作与维护。同时喷嘴具有耐磨损，使用周期长的有点，保证了整个装置能连续安全运行。通过喷嘴的高压喷射能在连接阀内产生强大抽吸力，能及时排出方井中淤泥及大颗粒固体。

本发明克服了现有技术存在的问题，提供了一种简便快捷、安全高效、操作方便、节省人力，价格低廉，便于拆装、工作连续、适用性强、抽排速度快的钻井方井清淤方法。提高了钻井效率，具有显著的经济效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种负压强抽清淤装置，用于抽取方井内的污物，其特征在于，所述负压强抽清淤装置包括：

连接阀(10)，设置有第一接口(11)、第二接口(12)和第三接口(13)，第一接口(11)的轴线与第二接口(12)的轴线共线，第三接口(13)的轴线相对于第一接口(11)的轴线倾斜，第三接口(13)与该方井连通；

喷嘴(20)，入口端的外周壁与第一接口(11)密封连接，喷嘴(20)的出口端设置在连接阀(10)的内部，喷嘴(20)设置有沿轴向贯通的内腔，该内腔包括锥形段(21)和第一等径段(22)，锥形段(21)的小径端朝向喷嘴(20)的出口端，第一等径段(22)的直径与锥形段(21)的小径端的直径相同，第一等径段(22)与锥形段(21)的小径端连接；

泥浆泵(30)，与喷嘴(20)的入口端连通；

振动筛(40)，与连接阀(10)的第二接口(12)连通。

2.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，喷嘴(20)的入口端置于第一接口(11)的外部，喷嘴(20)的入口端与第一接口(11)螺纹密封连接。

3.根据权利要求2所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，喷嘴(20)的外径与第一接口(11)的内径相适配，喷嘴(20)的入口端设置有用于定位的定位凸起(24)，定位凸起(24)的直径大于第一接口(11)的内径。

4.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，第一等径段(22)的轴向长度为13cm至17cm。

5.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，该内腔还包括第二等径段(23)，与锥形段(21)的大径端连接，第二等径段(23)的直径与锥形段(21)大径端的直径相同，第二等径段(23)与泥浆泵(30)连通。

6.根据权利要求5所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，第二等径段(23)与锥形段(21)同轴设置，第二等径段(23)的轴向长度为15cm至20cm之间。

7.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，第三接口(13)的轴线与第一接口(11)的轴线之间夹角小于或者等于90°。

8.根据权利要求7所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，第三接口(13)的轴线与第一接口(11)的轴线之间夹角等于90°，第三接口(13)位于第一接口(11)与喷嘴(20)的出口端之间。

9.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，锥形段(21)的锥度为1:12至1:15。

10.根据权利要求1所述的负压强抽清淤装置，其特征在于，锥形段(21)的轴向长度为12cm至15cm。