CN107313746A - 双通道旋转混合喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道旋转混合喷头，石油钻井技术领域，解决的技术问题是提供一种两种液体在管道内相互隔离，在喷出后在井壁上混合固化的双通道旋转混合喷头，采用的技术方案是：双通道旋转混合喷头，包括喷头体，以及安装于喷头体的上下两端的连接螺帽和旋转体，连接螺帽用于将双通道旋转混合喷头与双层连续管连接，喷头体的下端可转动连接旋转体，喷头体内设置内通道，内通道的外侧为外通道，旋转体底部连接内喷嘴体，内喷嘴体的喷射方向与喷头体的轴向斜交；喷头体内设置外喷嘴，外喷嘴的喷射方向向下且与旋转体旋转方向相切。旋转体和内喷嘴体在喷射的反作用力下自动旋转，实现AB堵漏剂旋转喷出，并在漏层井壁直接瞬间凝固堵漏。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井技术领域，尤其是一种可用于钻井堵漏的双通道旋转混合喷头。
背景技术
井漏主要是由钻井液液柱压力大于地层孔隙压力或破裂压力造成，是钻井过程中普遍存在的问题，可能造成井塌、卡钻、井喷等其它井下复杂情况和重大事故，对钻井工作危害极大。
造成井漏的主要原因有以下几点，第一、地层因素，包括天然裂缝、溶洞、高渗透低压地层。第二、钻井工艺措施不当引起的漏失，主要发生在上部地层环空堵塞，造成环空憋压引起漏失；开泵过猛、下钻速度过快、加重过猛造成井漏。第三、井身结构不合理，中间套管下深不够或不下中间套管致使高低压地层处于同一裸眼井段，造成井漏。
出现井漏后，需要及时堵漏，处理井漏有多种方法，AB堵漏剂具有混合瞬间凝固，不混合不凝固的特性，是一种较好的堵漏选择，但是现有的方法并不适合采用AB堵漏剂堵漏。
发明内容
本发明首先要解决的技术问题是提供一种两种液体在管道内相互隔离，在喷出后在井壁上混合固化的双通道旋转混合喷头。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双通道旋转混合喷头，包括喷头体，以及安装于喷头体的上下两端的连接螺帽和旋转体，连接螺帽的顶部呈开口状，连接螺帽内设置平垫密封和密封压盖，连接螺帽内侧和喷头体的顶部之间形成上环腔；喷头体内设置内通道，内通道的外侧设置至少一条外通道，外通道的上端与上环腔连通；内通道的上端为入口，内通道的入口处设置密封圈Ⅰ，密封圈Ⅰ上部与所述密封压盖配合；
旋转体可转动连接于喷头体的下端，旋转体可绕喷头体的轴向旋转，旋转体底部呈开口状并连接内喷嘴体，内喷嘴体与旋转体固定连接，内喷嘴体入口与内通道连通，内喷嘴体的出口喷射方向与喷头体的轴向斜交；
旋转体和喷头体之间设置下环腔，外通道的出口分别与下环腔连通，旋转体内设置至少一个外喷嘴，外喷嘴的入口与下环腔连通，外喷嘴的出口喷射方向向下且与旋转体旋转方向相切。
进一步的是：所述密封圈Ⅰ为U型密封圈且为多个，相邻两个U型密封圈之间设置隔离平垫。
进一步的是：所述旋转体和喷头体之间设置至少一圈环槽，环槽内放置滚珠，旋转体上设置与环槽连通的开孔，开孔的直径不低于滚珠的直径，开通通过旋塞封闭。
进一步的是：所述连接螺帽和喷头体上段之间设置两个O型密封圈。
进一步的是：所述旋转体和喷头体下段之间设置O型密封圈。
具体地，所述旋转体和喷头体之间设置两圈环槽，所述滚珠为钢球，两圈环槽的外侧分别设置一个O型密封圈。
进一步的是：所述内喷嘴体和内通道的侧壁之间设置两个O型密封圈。
进一步的是：所述内喷嘴体通过锥形丝扣连接于旋转体的底部。
具体地，所述外喷嘴的通道分为入口段和喷射段，入口段和喷射段所在方向均呈直线状，入口段的方向与喷头体的轴向一致，喷射段的所在方向在横截面上的投影与旋转体旋转方向相切，切点为入口段和喷射段的交点；喷射段的所在方向在纵剖面上的投影与喷头体的轴向斜交；所述横截面与喷头体的轴向垂直，纵剖面与横截面相互垂直。
具体地，所述旋转体内均匀设置四个外喷嘴。
本发明的有益效果是：双通道旋转混合喷头可实现两种液体相互隔离输送，实现两种液体通过喷嘴喷出后再混合的目的，当用于喷射AB堵漏剂进行井漏封堵时，在外喷嘴喷射下，旋转体在喷射的反作用力下自动旋转，带动内喷嘴体同步转动；或者，在内、外喷嘴喷射共同作用下，旋转体和内喷嘴体同步自动旋转，AB堵漏剂旋转喷出，在漏层井壁直接瞬间凝固堵漏，AB堵漏剂在漏层位置混合，瞬间凝固堵漏，堵漏效果好，在AB堵漏剂凝固堵漏的同时将双通道旋转混合喷头向上提升，可防止双通道旋转混合喷头被凝固于井内。
附图说明
图1是本发明双通道旋转混合喷头的结构示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图中零部件、部位及编号：喷头体1、连接螺帽2、旋转体3、平垫密封4、密封压盖5、上环腔6、内通道7、外通道8、密封圈Ⅰ9、内喷嘴体10、下环腔11、外喷嘴12、隔离平垫13、滚珠14、旋塞15、O型密封圈16；内连续管17、外连续管18。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明双通道旋转混合喷头，包括喷头体1，以及安装于喷头体1的上下两端的连接螺帽2和旋转体3。连接螺帽2的顶部呈开口状，连接螺帽2内设置平垫密封4和密封压盖5，连接螺帽2内侧和喷头体1的顶部之间形成上环腔6。连接螺帽2用于将双通道旋转混合喷头与双层连续管连接，如图1，双层连续管包括内连续管17和外连续管18，外连续管18穿过连接螺帽2的顶部呈开口放入平垫密封4和密封压盖5之间，连接螺帽2旋紧后，外连续管18与上环腔6连通。为了保证喷头体1和连接螺帽2之间的密闭性，喷头体1上段和连接螺帽2之间设置两个O型密封圈16。
喷头体1内设置内通道7，内通道7设置于喷头体1的中心处，内通道7的外侧设置至少一条外通道8，各个外通道8的上端均与上环腔6连通。各外通道8的直径较内通道7的直径小，为保证外通道8的流量与内通道7的流量相互匹配，内通道7的周围均匀地设置多个外通道8。
内通道7的上端为入口，内通道7的入口处设置密封圈Ⅰ9，密封圈Ⅰ9上部与所述密封压盖5配合。双层连续管的和双通道旋转混合喷头相连接时，内连续管17插入内通道7入口，内连续管17外侧和喷头体1之间为所述密封圈Ⅰ9，例如密封圈Ⅰ9为U型密封圈，相邻两个U型密封圈之间设置隔离平垫13，例如图1，U型密封圈为六个，隔离平垫13为五个。密封压盖5和密封圈Ⅰ9、平垫密封4配合确保双层连续管和双通道旋转混合喷头之间的密闭。
喷头体1的下端可转动连接旋转体3，旋转体3可绕喷头体1的轴向旋转，以实现旋转喷射。具体地，旋转体3和喷头体1之间设置两圈环槽，环槽内放置滚珠14，滚珠14可选用钢珠或钢球，保证旋转体3和喷头体1之间相连，且可以相互转动，尽量减小摩擦阻力。旋转体3外壁上设置与环槽连通的开孔，开孔用于放入滚珠14，开孔的直径不低于滚珠14的直径，开通通过旋塞15封闭。为保证密闭性，两圈环槽的外侧，即上下两侧分别设置一个O型密封圈16。
旋转体3底部呈开口状并连接密内喷嘴体10，密内喷嘴体10与旋转体3固定连接，如图1所示，内喷嘴体10通过锥形丝扣连接于旋转体3的底部，旋转体3旋转带动内喷嘴体10相应旋转。内喷嘴体10的入口与内通道7连通，密内喷嘴体10和内通道7的侧壁之间设置两个O型密封圈16。密内喷嘴体10的出口喷射方向与喷头体1的轴向斜交，以保证密内喷嘴体10的出口喷射方向朝向漏层井壁的侧壁。
旋转体3和喷头体1之间设置下环腔11，各个外通道8的出口分别与下环腔11连通。旋转体3内设置至少一个外喷嘴12，外喷嘴12的入口与下环腔11连通，外喷嘴12的出口喷射方向向下且与旋转体3旋转方向相切。如图1和图2，旋转体3内均匀设置四个外喷嘴12，外喷嘴12的通道分为入口段和喷射段，入口段和喷射段所在方向均呈直线状，入口段与下环腔11连通，入口段的方向与喷头体1的轴向一致，喷射段的所在方向在横截面上的投影与旋转体3旋转方向相切，切点为入口段和喷射段的交点，如图2所示。喷射段所在方向在纵剖面上的投影与喷头体1的轴向斜交，即保证按照图1向下喷射，同时旋转喷射。其中，横截面与喷头体1的轴向垂直，纵剖面与横截面相互垂直。
双通道旋转混合喷头适用于喷射AB堵漏剂进行井漏封堵，由于外喷嘴12的喷射方向，旋转体3在外喷嘴12的喷射反作用力下自动旋转，带动密内喷嘴体10同步转动，AB堵漏剂旋转喷出，在漏层井壁直接瞬间凝固堵漏。或者，在内、外喷嘴喷射共同作用下，旋转体3和内喷嘴体10同步自动旋转，实现上述功能。同时，向上提拉双层连续管，可防止双通道旋转混合喷头和双层连续管被凝固于井内。
Claims (10)
1.双通道旋转混合喷头，其特征在于：包括喷头体(1)，以及安装于喷头体(1)的上下两端的连接螺帽(2)和旋转体(3)，连接螺帽(2)的顶部呈开口状，连接螺帽(2)内设置平垫密封(4)和密封压盖(5)，连接螺帽(2)内侧和喷头体(1)的顶部之间形成上环腔(6)；喷头体(1)内设置内通道(7)，内通道(7)的外侧设置至少一条外通道(8)，外通道(8)的上端与上环腔(6)连通；内通道(7)的上端为入口，内通道(7)的入口处设置密封圈Ⅰ(9)，密封圈Ⅰ(9)上部与所述密封压盖(5)配合；
旋转体(3)可转动连接于喷头体(1)的下端，旋转体(3)可绕喷头体(1)的轴向旋转，旋转体(3)底部呈开口状并连接内喷嘴体(10)，内喷嘴体(10)与旋转体(3)固定连接，内喷嘴体(10)入口与内通道(7)连通，内喷嘴体(10)的出口喷射方向与喷头体(1)的轴向斜交；
旋转体(3)和喷头体(1)之间设置下环腔(11)，外通道(8)的出口分别与下环腔(11)连通，旋转体(3)内设置至少一个外喷嘴(12)，外喷嘴(12)的入口与下环腔(11)连通，外喷嘴(12)的出口喷射方向向下且与旋转体(3)旋转方向相切。
2.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述密封圈Ⅰ(9)为U型密封圈且为多个，相邻两个U型密封圈之间设置隔离平垫(13)。
3.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述旋转体(3)和喷头体(1)之间设置至少一圈环槽，环槽内放置滚珠(14)，旋转体(3)上设置与环槽连通的开孔，开孔的直径不低于滚珠(14)的直径，开通通过旋塞(15)封闭。
4.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述连接螺帽(2)和喷头体(1)上段之间设置两个O型密封圈(16)。
5.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述旋转体(3)和喷头体(1)下段之间设置O型密封圈(16)。
6.如权利要求3所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述旋转体(3)和喷头体(1)之间设置两圈环槽，所述滚珠(14)为钢球，两圈环槽的外侧分别设置一个O型密封圈(16)。
7.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述内喷嘴体(10)和内通道(7)的侧壁之间设置两个O型密封圈(16)。
8.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述内喷嘴体(10)通过锥形丝扣连接于旋转体(3)的底部。
9.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述外喷嘴(12)的通道分为入口段和喷射段，入口段和喷射段所在方向均呈直线状，入口段的方向与喷头体(1)的轴向一致，喷射段的所在方向在横截面上的投影与旋转体(3)旋转方向相切，切点为入口段和喷射段的交点；喷射段的所在方向在纵剖面上的投影与喷头体(1)的轴向斜交；所述横截面与喷头体(1)的轴向垂直，纵剖面与横截面相互垂直。
10.如权利要求1所述的双通道旋转混合喷头，其特征在于：所述旋转体(3)内均匀设置四个外喷嘴(12)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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