CN107724968A - 一种双壁钻杆气液混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油气钻井工程领域使用的双壁钻杆气液混合装置。它解决准确调控双壁钻井技术中气液混合段比重的问题。其技术特征是：外筒体上端和双壁钻杆的外筒下端丝扣连接，内管上端和双壁钻杆的内筒密封插接，下接头下端和常规钻杆丝扣连接；锥套内腔设置为圆锥孔，锥套外圆和套筒上端丝扣连接；配流筒置入套筒内腔，内管置入配流筒内腔；内管外圆下端设置一圈凸起台阶，内管下端和套筒下端丝扣连接，配流筒可在内管和套筒之间的环形空间滑动；下接头上端和外筒体下端丝扣连接。本发明实现压缩空气和钻井液按照固定比例混合，配流筒根据压缩空气和钻井液的压差变化自动调节气液混合比，维持稳定的气液混合比。

Description

一种双壁钻杆气液混合装置
技术领域
本发明涉及一种油气钻井工程领域使用的双壁钻杆气液混合装置。
背景技术
在油气钻井工程领域，双壁钻杆可以用于低压钻井、中心取样钻探、RDM技术等。双壁钻杆是由内、外两层钻杆(称内管和外管)所组成；内、外管之问构成环隙，是水力输岩钻进、中心取样钻进时，向孔底泵送冲洗介质的通道；内管中心孔是排出冲洗介质固定成一个整体，每根双壁钻杆之间以外管的丝扣进行连接，保证传递扭矩和压力，而内管之间多采用插接方式，一般只起流通冲洗介质的作用，插接处要设密封装置。
双壁钻杆用于低压钻井领域时，以正循环的方式，分别从双壁钻杆的环形间隙和中心水眼内，同时向井内泵入一定量的压缩空气和钻井液，压缩空气从井下某一位置处的气液混流器进入井眼环空中，钻井液从钻头水眼处上返，在井眼的环空中形成了两个不同压力梯度的气液混合段和纯液相段，从而达到降低井底液柱压力的目的。同时由于井口到井底始终存在着连续的液相流，常规井下动力钻具和随钻仪器的性能不受影响，可以进行正常的井眼轨迹控制。双壁钻杆低压钻井技术解决了在低压油气层低压钻井过程中井眼轨迹无法控制的难题，进一步拓宽了低压钻井技术的应用领域。整套工艺技术地面操作简单，井下控制容易，对空气压缩机压力等级要求低，成本低，具有较强的经济性和现场可操作性，特别适合于压力枯竭的老油区侧钻井和低压油藏水平井的钻井施工。然而目前使用气液混流器在进行气液混合时，难以准确控制气液混合比，容易受到井下环境的影响发生较大的气液混合比例差异，影响气液混合段的比重，对钻井产生不利影响。
基于上述技术背景，本发明特提供一种双壁钻杆气液混合装置，准确调控气液混合比例，形成稳定的气液混合段。
发明内容
本发明的目的是：为了解决准确调控双壁钻井技术中气液混合段比重的问题，特提供一种双壁钻杆气液混合装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种双壁钻杆气液混合装置，是由外筒体、锥套、配流筒、套筒、内管和下接头构成；其结构特征是：外筒体上端和双壁钻杆的外筒下端丝扣连接，内管上端和双壁钻杆的内筒密封插接，下接头下端和常规钻杆丝扣连接；外筒体内腔上部设置一圈凸起台阶，外筒体中部周向均匀设置四个出气孔a，外筒体下部设置一液压通孔a；锥套内腔设置为圆锥孔，锥套外圆和套筒上端丝扣连接；套筒内腔中部设置一圈凸起台阶，套筒上部周向均匀设置四个出气孔b，套筒下部设置一液压通孔b；配流筒外圆上端设置为圆锥面，配流筒外圆上端圆锥面和锥套内腔圆锥孔的锥度相同，配流筒设置一气压通道连通配流筒外圆上部和下端面；配流筒置入套筒内腔，内管置入配流筒内腔；内管外圆下端设置一圈凸起台阶，内管下端和套筒下端丝扣连接，配流筒可在内管和套筒之间的环形空间滑动；锥套、配流筒、套筒和内管整体置入外筒体内腔，锥套上端面和外筒体内腔上部凸起台阶压紧，外筒体中部的四个出气孔a和套筒上部的四个出气孔b依次对正，外筒体下部的液压通孔a和套筒下部液压通孔b对正；下接头上端和外筒体下端丝扣连接，下接头上端面和内管下端面压紧。
本发明的有益效果是：（1）本发明实现压缩空气和钻井液按照固定比例混合，配流筒根据压缩空气和钻井液的压差变化自动调节气液混合比，维持稳定的气液混合比；（2）本发明用于双壁钻杆低压钻井技术，结构简单，纯机械元件，适应井下恶劣工况。
附图说明
图1是本发明一种双壁钻杆气液混合装置的结构示意图。
图中：1.外筒体、2.锥套、3.配流筒、4.套筒、5.内管、6.下接头、11.出气孔a、12.液压通孔a、31.气压通道、41.出气孔b、42.液压通孔b。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种双壁钻杆气液混合装置，是由外筒体1、锥套2、配流筒3、套筒4、内管5和下接头6构成；其结构特征是：外筒体1上端和双壁钻杆的外筒下端丝扣连接，内管5上端和双壁钻杆的内筒密封插接，下接头6下端和常规钻杆丝扣连接；外筒体1内腔上部设置一圈凸起台阶，外筒体1中部周向均匀设置四个出气孔a11，外筒体1下部设置一液压通孔a12；锥套2内腔设置为圆锥孔，锥套2外圆和套筒4上端丝扣连接；套筒4内腔中部设置一圈凸起台阶，套筒4上部周向均匀设置四个出气孔b41，套筒4下部设置一液压通孔b42；配流筒3外圆上端设置为圆锥面，配流筒3外圆上端圆锥面和锥套2内腔圆锥孔的锥度相同，配流筒3设置一气压通道31连通配流筒3外圆上部和下端面；配流筒3置入套筒4内腔，内管5置入配流筒3内腔；内管5外圆下端设置一圈凸起台阶，内管5下端和套筒4下端丝扣连接，配流筒3可在内管5和套筒4之间的环形空间滑动；锥套2、配流筒3、套筒4和内管5整体置入外筒体1内腔，锥套2上端面和外筒体1内腔上部凸起台阶压紧，外筒体1中部的四个出气孔a11和套筒4上部的四个出气孔b41依次对正，外筒体1下部的液压通孔a12和套筒4下部液压通孔b42对正；下接头6上端和外筒体1下端丝扣连接，下接头6上端面和内管5下端面压紧。
本发明一种双壁钻杆气液混合装置利用气压通道31和液压通孔a12与液压通孔b42控制配流筒3和锥套2的开合程度；压缩空气压力较高时，配流筒3轴向上移，减小压缩空气出气量；钻井液压力较高时，配流筒3轴向下移，增大压缩空气出气量。

Claims (2)

1.一种双壁钻杆气液混合装置，是由外筒体（1）、锥套（2）、配流筒（3）、套筒（4）、内管（5）和下接头（6）构成；其特征是：外筒体（1）上端和双壁钻杆的外筒下端丝扣连接，内管（5）上端和双壁钻杆的内筒密封插接，下接头（6）下端和常规钻杆丝扣连接；外筒体（1）内腔上部设置一圈凸起台阶，外筒体（1）中部周向均匀设置四个出气孔a（11），外筒体（1）下部设置一液压通孔a（12）；锥套（2）内腔设置为圆锥孔，锥套（2）外圆和套筒（4）上端丝扣连接；套筒（4）内腔中部设置一圈凸起台阶，套筒（4）上部周向均匀设置四个出气孔b（41），套筒（4）下部设置一液压通孔b（42）；配流筒（3）外圆上端设置为圆锥面，配流筒（3）设置一气压通道（31）连通配流筒（3）外圆上部和下端面；配流筒（3）置入套筒（4）内腔，内管（5）置入配流筒（3）内腔；内管（5）外圆下端设置一圈凸起台阶，内管（5）下端和套筒（4）下端丝扣连接，配流筒（3）可在内管（5）和套筒（4）之间的环形空间滑动；锥套（2）、配流筒（3）、套筒（4）和内管（5）整体置入外筒体（1）内腔，锥套（2）上端面和外筒体（1）内腔上部凸起台阶压紧，外筒体（1）中部的四个出气孔a（11）和套筒（4）上部的四个出气孔b（41）依次对正，外筒体（1）下部的液压通孔a（12）和套筒（4）下部液压通孔b（42）对正；下接头（6）上端和外筒体（1）下端丝扣连接，下接头（6）上端面和内管（5）下端面压紧。
2.根据权利要求1所述的双壁钻杆气液混合装置，其特征是：所述配流筒（3）外圆上端圆锥面和锥套（2）内腔圆锥孔的锥度相同。
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