CN111852349B - 一种石油开采用钻井钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油勘探开采技术领域，具体的说是一种石油开采用钻井钻杆，包括钻杆管、加强管和导水流动容道，加强管安装在钻杆管的内壁，且加强管通过安装的旋转连接件与钻杆管转动连接，导水流动容道开设在钻杆管的管壁中，钻杆管因为旋转打孔产生并传递至钻杆管内腔的热量可以很好的被散热翅片进行吸收，避免钻杆管的管壁出现因为过热摩擦变形的现象，而鼓风器上的扇片可以鼓动相邻散热翅片之间的气流随着扇片向钻杆管两端的排气孔外排，使得热量可以快速流动出钻杆管，因此减小钻杆管在钻孔时直接摩擦产生的热量，避免金属处于高的热损耗状态，进一步提高钻杆管的使用寿命，由于钻杆管内设有加强管，从而降低钻杆管发生断裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探开采技术领域，具体的说是一种石油开采用钻井钻杆。
背景技术
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出，石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。
石油在国民经济中的作用石油是重要能源，同煤相比，具有能量密度大(等重的石油燃烧热比标准煤高50％)、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。从石油中提炼的燃料油是运输工具、电站锅炉、冶金工业和建筑材料工业各种窑炉的主要燃料。以石油为原料的液化气和管道煤气是城市居民生活应用的优质燃料，而飞机、坦克、舰艇、火箭以及其他航天器，也消耗大量石油燃料，因此，许多国家都把石油列为战略物资。
随着石油天然气资源勘探与开发的深入，地质条件复杂，机械钻速低，钻井成本增加等问题日趋明显。尤其随着钻井深度的不断增加，井筒内的钻井液柱压力也不断而增大，对岩屑的压持效应越来越明显，钻井过程中的水力能量的传输，转换，分配及利用效率也随着井深的增加进一步降低，这直接导致了开采速度的下降。然而，现有石油开采用的钻井钻杆在钻井过程中，钻杆的管壁因此与岩石、土壤等进行剧烈摩擦，导致钻杆内腔容易内聚热量且不易外排，使得钻杆处于高的热损耗状态，大大降低了钻杆的使用寿命，并且钻杆通过螺纹与钻机连接后，通过钻机带动钻杆转动进行钻孔，而由于钻杆的长度较长使得过长的中间段非常容易发生断裂的现象。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种石油开采用钻井钻杆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石油开采用钻井钻杆，包括钻杆管、加强管和导水流动容道，用于提高钻杆管强度的所述加强管安装在钻杆管的内壁，且加强管通过安装的旋转连接件与钻杆管转动连接，而若干规格相同、环形分布并用于提高钻杆管散热、降温的所述导水流动容道开设在钻杆管的管壁中。
具体的，所述旋转连接件包括套接座和转动环，两个所述套接座分别固定套接在加强管两侧的管头，且每一个套接座上均安装有转动连接的转动环，两个所述转动环的环壁分别固定嵌合至钻杆管内管壁开设的环形凹槽内。
具体的，所述加强管的外管壁上安装有若干个环形分布的散热翅片，且散热翅片的外端面与钻杆管内壁的间距为1-1.2cm。
具体的，所述散热翅片分布的密度夹角在10°一个或20°一个，所述散热翅片的厚度为5-10mm，且散热翅片的两侧壁均设有若干条波浪状的条纹。
具体的，所述散热翅片两侧的加强管上均安装有鼓风器，且鼓风器包括连接盘和扇片，所述连接盘固定嵌合在加强管上，且连接盘的盘壁上固定安装有若干个环形分布的扇片。
具体的，所述钻杆管靠近两端的管壁上均开设有若干个环形分布的排气孔，且每一个排气孔内均内嵌有防护金属隔网。
具体的，所述导水流动容道包括锥形出水口、蛇形连接腔和导水腔，所述锥形出水口开设在钻杆管靠近底端的管壁上，且锥形出水口设有与钻杆管过度的切面，所述钻杆管内开设有与锥形出水口连通的蛇形连接腔，且蛇形连接腔的另一端与钻杆管内开设的导水腔连通，所述钻杆管的靠近顶部的杆壁开设有进水口，且进水口与导水腔相互连通。
具体的，所述锥形出水口处钻杆管的管壁上固定嵌合有半开式的防护薄片，且防护薄片低于钻杆管的外管壁。
具体的，所述钻杆管底部的端头安装有一体成型的旋转管，且旋转管上安装有中空螺纹连接杆，所述钻杆管顶部的端头固定安装有一体成型的连接管，且连接管内管壁开设有内螺纹。
本发明的有益效果：
1、本发明所述的一种石油开采用钻井钻杆，钻杆管因为旋转打孔产生并传递至钻杆管内腔的热量可以很好的被散热翅片进行吸收，因此可以快速降低钻杆管的表面温度，避免了钻杆管的管壁出现因为过热摩擦变形的现象；
2、本发明所述的一种石油开采用钻井钻杆，加强管因为转动环转动连接的关系使得钻杆管进行旋转时加强管会与钻杆管出现转速差，因此鼓风器上的扇片相对钻杆管的内管壁而言为旋转或禁止状态，从而扇片可以鼓动相邻散热翅片之间的气流随着扇片向钻杆管两端的排气孔外排，使得热量可以快速流动出钻杆管，因此减小钻杆管在钻孔时直接摩擦产生的热量，避免金属处于高的热损耗状态，进一步提高钻杆管的使用寿命；
3、本发明所述的一种石油开采用钻井钻杆，利用钻井系统中提供的供水设备可各个导水流动容道进行供水，水液随着导水腔沿着钻杆管的管壁进行下排可以迅速降低钻杆管的温度，而旋转管与钻杆管的连接处设有过度弧面，使得下排的水液沿着过度弧面的进行扩散式分流，不仅对钻头进行水冷降温同时可以有效的湿润打孔处的地表，一方面加强了对钻头的保护，另一方面使得钻井进程的速率加快；
4、本发明所述的一种石油开采用钻井钻杆，由于钻杆管内通过旋转连接件安装的加强管，使得钻杆管的受力段得到有效的加强，从而能够大大降低钻杆管发生断裂的问题，延长了钻杆管的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种石油开采用钻井钻杆的一种较佳实施例整体结构示意图；
图2为图1所示钻杆管的局部剖视结构示意图；
图3为图2所示加强管的结构示意图；
图4为图3所示A处的放大结构示意图；
图5为图1所示钻杆管的剖视结构示意图；
图6为图5所示B处的放大结构示意图。
图中：1、钻杆管，2、加强管，3、旋转连接件，31、套接座，32、转动环，4、散热翅片，5、鼓风器，51、连接盘，52、扇片，6、导水流动容道，61、锥形出水口，62、蛇形连接腔，63、导水腔，7、旋转管，8、中空螺纹连接杆，9、连接管，9a、内螺纹。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种石油开采用钻井钻杆，包括钻杆管1、加强管2和导水流动容道6，而钻杆管1底部的端头安装有一体成型的旋转管7，且旋转管7上安装有中空螺纹连接杆8，钻杆管1顶部的端头固定安装有一体成型的连接管9，且连接管9内管壁开设有内螺纹9a。
在具体实施过程中，如图1、图3和图4所示，用于提高钻杆管1强度的加强管2安装在钻杆管1的内壁，且加强管2通过安装的旋转连接件3与钻杆管1转动连接，而旋转连接件3包括套接座31和转动环32，两个套接座31分别固定套接在加强管2两侧的管头，且每一个套接座31上均安装有转动连接的转动环32，两个转动环32的环壁分别固定嵌合至钻杆管1内管壁开设的环形凹槽内。
需要说明的是：钻杆管1在随着螺纹连接杆8上安装的钻头进行打孔钻井时，由于钻杆管1内通过旋转连接件3安装的加强管2，使得钻杆管1的受力段得到有效的加强，从而能够大大降低钻杆管1发生断裂的问题，延长了钻杆管1的使用寿命。
其中，加强管2的外管壁上安装有若干个环形分布的散热翅片4，且散热翅片4的外端面与钻杆管1内壁的间距为1-1.2cm，而散热翅片4分布的密度夹角在10°一个或20°一个，散热翅片4的厚度为5-10mm，且散热翅片4的两侧壁均设有若干条波浪状的条纹，从而由钻杆管1因为旋转打孔产生并传递至钻杆管1内腔的热量可以很好的被散热翅片4进行吸收，因此可以快速降低钻杆管1的表面温度，避免了钻杆管1的管壁出现因为过热摩擦变形的现象。
参考图3和图4所示，散热翅片4两侧的加强管2上均安装有鼓风器5，且鼓风器5包括连接盘51和扇片52，连接盘51固定嵌合在加强管2上，且连接盘51的盘壁上固定安装有若干个环形分布的扇片52，其中，钻杆管1靠近两端的管壁上均开设有若干个环形分布的排气孔，且每一个排气孔内均内嵌有防护金属隔网。
需要说明的是：加强管2因为转动环32转动连接的关系，使得钻杆管1进行旋转时加强管2会与钻杆管1出现转速差，因此鼓风器5上的扇片52相对钻杆管1的内管壁而言为旋转(或禁止)状态，从而扇片52可以鼓动相邻散热翅片4之间的气流随着扇片52向钻杆管1两端的排气孔外排，使得热量可以快速流动出钻杆管1，因此减小钻杆管1在钻孔时直接摩擦产生的热量，避免金属处于高的热损耗状态，进一步提高钻杆管1的使用寿命。
参考图1、图2、图5和图6所示，若干规格相同、环形分布并用于提高钻杆管1散热、降温的导水流动容道6开设在钻杆管1的管壁中，导水流动容道6包括锥形出水口61、蛇形连接腔62和导水腔63，锥形出水口61开设在钻杆管1靠近底端的管壁上，且锥形出水口61设有与钻杆管1过度的切面，钻杆管1内开设有与锥形出水口61连通的蛇形连接腔62，且蛇形连接腔62的另一端与钻杆管1内开设的导水腔63连通，钻杆管1的靠近顶部的杆壁开设有进水口，且进水口与导水腔63相互连通。
需要说明的是：利用钻井系统中提供的供水设备可各个导水流动容道6进行供水，通过供水设备上的加压泵，将液通入进水口的内部，水液随着导水腔63沿着钻杆管1的管壁进行下排可以迅速降低钻杆管1的温度，并通过锥形出水口61进行外排，而旋转管7与钻杆管1的连接处设有过度弧面，使得下排的水液沿着过度弧面的进行扩散式分流，不仅对钻头进行水冷降温同时可以有效的湿润打孔处的地表，一方面加强了对钻头的保护，另一方面使得钻井进程的速率加快。
其中，锥形出水口61处钻杆管1的管壁上固定嵌合有半开式的防护薄片，且防护薄片低于钻杆管1的外管壁，锥形出水口61避免了地面处的泥土进入到锥形出水口61中并对锥形出水口61造成堵塞的问题。
本发明提供的石油开采用钻井钻杆的空气流动进程如下：
钻杆管1在随着螺纹连接杆8上安装的钻头进行打孔钻井时，由于钻杆管1内通过旋转连接件3安装的加强管2，使得钻杆管1的受力段得到有效的加强，从而能够大大降低钻杆管1发生断裂的问题，延长了钻杆管1的使用寿命，而由钻杆管1因为旋转打孔产生并传递至钻杆管1内腔的热量可以很好的被散热翅片4进行吸收，因此可以快速降低钻杆管1的表面温度，避免了钻杆管1的管壁出现因为过热摩擦变形的现象，并且加强管2因为转动环32转动连接的关系，使得钻杆管1进行旋转时加强管2会与钻杆管1出现转速差，因此鼓风器5上的扇片52相对钻杆管1的内管壁而言为旋转或禁止状态，从而扇片52可以鼓动相邻散热翅片4之间的气流随着扇片52向钻杆管1两端的排气孔外排，使得热量可以快速流动出钻杆管1，因此减小钻杆管1在钻孔时直接摩擦产生的热量，避免金属处于高的热损耗状态，进一步提高钻杆管1的使用寿命，而利用钻井系统中提供的供水设备可各个导水流动容道6进行供水，通过供水设备上的加压泵，将液通入进水口的内部，水液随着导水腔63沿着钻杆管1的管壁进行下排可以迅速降低钻杆管1的温度，并通过锥形出水口61进行外排，而旋转管7与钻杆管1的连接处设有过度弧面，使得下排的水液沿着过度弧面的进行扩散式分流，不仅对钻头进行水冷降温同时可以有效的湿润打孔处的地表，一方面加强了对钻头的保护，另一方面使得钻井进程的速率加快。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种石油开采用钻井钻杆，其特征在于，包括钻杆管(1)、加强管(2)和导水流动容道(6)，用于提高钻杆管(1)强度的所述加强管(2)安装在钻杆管(1)的内壁，且加强管(2)通过安装的旋转连接件(3)与钻杆管(1)转动连接；若干规格相同、环形分布并用于提高钻杆管(1)散热、降温的所述导水流动容道(6)开设在钻杆管(1)的管壁中；
所述旋转连接件(3)包括套接座(31)和转动环(32)，两个所述套接座(31)分别固定套接在加强管(2)两侧的管头，且每一个套接座(31)上均安装有转动连接的转动环(32)，两个所述转动环(32)的环壁分别固定嵌合至钻杆管(1)内管壁开设的环形凹槽内；
所述加强管(2)的外管壁上安装有若干个环形分布的散热翅片(4)，且散热翅片(4)的外端面与钻杆管(1)内壁的间距为1-1.2cm；
所述散热翅片(4)分布的密度夹角在10°一个或20°一个，所述散热翅片(4)的厚度为5-10mm，且散热翅片(4)的两侧壁均设有若干条波浪状的条纹；
所述散热翅片(4)两侧的加强管(2)上均安装有鼓风器(5)，且鼓风器(5)包括连接盘(51)和扇片(52)，所述连接盘(51)固定嵌合在加强管(2)上，且连接盘(51)的盘壁上固定安装有若干个环形分布的扇片(52)；
所述钻杆管(1)靠近两端的管壁上均开设有若干个环形分布的排气孔，且每一个排气孔内均内嵌有防护金属隔网；
所述导水流动容道(6)包括锥形出水口(61)、蛇形连接腔(62)和导水腔(63)，所述锥形出水口(61)开设在钻杆管(1)靠近底端的管壁上，且锥形出水口(61)设有与钻杆管(1)过度的切面，所述钻杆管(1)内开设有与锥形出水口(61)连通的蛇形连接腔(62)，且蛇形连接腔(62)的另一端与钻杆管(1)内开设的导水腔(63)连通，所述钻杆管(1)的靠近顶部的杆壁开设有进水口，且进水口与导水腔(63)相互连通；
所述锥形出水口(61)处钻杆管(1)的管壁上固定嵌合有半开式的防护薄片，且防护薄片低于钻杆管(1)的外管壁。
2.根据权利要求1所述的石油开采用钻井钻杆，其特征在于，所述钻杆管(1)底部的端头安装有一体成型的旋转管(7)，且旋转管(7)上安装有中空螺纹连接杆(8)，所述钻杆管(1)顶部的端头固定安装有一体成型的连接管(9)，且连接管(9)内管壁开设有内螺纹(9a)。
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