CN114458216A - 一种随钻液体流通工具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种随钻液体流通工具及其使用方法，上接头的尾端外壁与外筒的首端内壁螺纹连接，在外筒的中部侧壁上开设有旁通孔，在旁通孔的下方的外筒内壁上形成一扩径段，芯轴采用首尾两端敞口中部密封的管状结构，喷嘴座的尾端与芯轴的首端螺纹连接，在芯轴的首端侧壁上开设有通孔，在喷嘴座的中部形成一喷嘴孔，在喷嘴孔内形成一限位台阶，喷嘴放入到喷嘴盖中，并与喷嘴座相连，喷嘴的尾端与限位台阶相接触，装配好的芯轴、喷嘴盖、喷嘴和喷嘴座自外筒的尾端插入外筒内，通孔与旁通孔一一对应设置，在外筒和芯轴之间设置有剪切销钉，在外筒的尾端装入弹簧，外筒的尾端内壁与下接头的首端外壁螺纹连接。该流通工具能够实现管柱的一次开关作业。

Description

一种随钻液体流通工具及其使用方法

技术领域

本发明涉及油气田钻完井工程技术领域，更具体地说涉及一种随钻液体流通工具及其使用方法。

背景技术

钻完井过程中，依据作业需要，要求前期作业循环液不允许循环至管柱底部而后期作业又必须实现整个管柱的连通；例如，循环堵漏作业、侧钻作业、管柱内冲洗作业等。以往的类似作业需要频换对工具进行动作，增加作业风险和作业成本。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的作业管柱无法实现管柱的一次开关作业，提供了一种随钻液体流通工具及其使用方法，该流通工具能够在钻完井作业期间，实现管柱的一次开关作业。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种随钻液体流通工具，包括上接头、下接头和液体通道转换机构，所述上接头的尾端与所述液体通道转换机构的首端螺纹连接，所述液体通道转换机构的尾端与所述下接头的首端螺纹连接；

所述液体通道转换机构包括外筒、芯轴、喷嘴盖、喷嘴、喷嘴座和弹簧，所述上接头的尾端外壁与所述外筒的首端内壁螺纹连接，在所述外筒的中部侧壁上开设有旁通孔，在所述旁通孔的下方的外筒内壁上形成一扩径段，所述芯轴采用首尾两端敞口中部密封的结构，芯轴的密封结构与外筒内壁扩径段共同形成管柱内循环通道，所述喷嘴座的尾端与所述芯轴的首端螺纹连接，在所述芯轴的首端侧壁上开设有通孔，在所述喷嘴座的中部形成一喷嘴孔，在所述喷嘴孔内形成一限位台阶，所述喷嘴放入到所述喷嘴盖中，并与所述喷嘴座相连，所述喷嘴的尾端与所述限位台阶相接触，装配好的所述芯轴、所述喷嘴盖、所述喷嘴和所述喷嘴座自所述外筒的尾端插入所述外筒内，所述通孔与所述旁通孔一一对应设置，在所述外筒和所述芯轴之间设置有剪切销钉，剪切销钉用于保证流通工具处于旁通打开的状态，在所述外筒的尾端装入所述弹簧，所述外筒的尾端内壁与所述下接头的首端外壁螺纹连接。

在所述上接头和所述外筒之间、所述芯轴和所述外筒之间均设置有密封圈。

一种随钻液体流通工具的使用方法，按照下述步骤进行：

步骤1，随钻液体流通工具以旁通打开状态连接管柱入井，此时，剪切销钉未剪切，芯轴与外筒之间的位置被限定，弹簧处于压缩状态，连接管柱内液体经过喷嘴进入到芯轴孔，由于芯轴内部未开通，且芯轴的外壁与外筒的内壁通过密封圈实现液体通道密封，故液体仅能从芯轴首端侧壁上的通孔经由外筒的中部侧壁上旁通孔流入到连接管柱与套管的环空中，进而实现作业循环；

步骤2，当作业需要关闭环空通道、打开管柱内通道时，通过逐渐提高连接管柱内的液体循环排量，在喷嘴处产生压耗，此时，液体压力作用于芯轴的首端，促使芯轴压缩弹簧下移，进而使得剪切销钉被剪断，然后，缓慢降低连接管柱内的液体循环排量，芯轴在弹簧的弹簧力的作用下上移，使外筒与套管环空的循环通道被密封，芯轴的上下被连通，进而实现连接管柱的内循环，连接管柱的内循环一直处于开启状态。

本发明的有益效果为：该流通工具结构简单、安全可靠，能满足特殊井中单次开关需求；该流通工具连接在钻井作业管柱上，初始下放状态为旁通打开状态，需要关闭时，通过提高泥浆循环排量，剪切销钉被剪断，在弹簧作用力下推动芯轴上移，实现旁通关闭，同时，工具内部通道打开。

附图说明

图1是本发明旁通打开状态的结构示意图；

图2是本发明旁通关闭状态的结构示意图；

图中：1为上接头，2为外筒，3为芯轴，4为下接头，5为弹簧，6为喷嘴盖，7为喷嘴，8为喷嘴座，9为剪切销钉，10为密封圈。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，一种随钻液体流通工具，包括上接头1、下接头4和液体通道转换机构，上接头1的尾端与液体通道转换机构的首端螺纹连接，液体通道转换机构的尾端与下接头4的首端螺纹连接；

液体通道转换机构包括外筒2、芯轴3、喷嘴盖6、喷嘴7、喷嘴座8和弹簧5，上接头1的尾端外壁与外筒2的首端内壁螺纹连接，在外筒2的中部侧壁上开设有旁通孔，在旁通孔的下方的外筒2内壁上形成一扩径段，芯轴3采用首尾两端敞口中部密封的管状结构，芯轴3的密封结构与外筒2内壁扩径段共同形成管柱内循环通道，喷嘴座8的尾端与芯轴3的首端螺纹连接，在芯轴3的首端侧壁上开设有通孔，在喷嘴座8的中部形成一喷嘴孔，在喷嘴孔内形成一限位台阶，喷嘴7放入到喷嘴盖6中，并与喷嘴座8相连，喷嘴7的尾端与限位台阶相接触，装配好的芯轴3、喷嘴盖6、喷嘴7和喷嘴座8自外筒2的尾端插入外筒2内，通孔与旁通孔一一对应设置，在外筒2和芯轴3之间设置有剪切销钉9，剪切销钉9用于保证流通工具处于旁通打开的状态，在外筒2的尾端装入弹簧5，外筒2的尾端内壁与下接头4的首端外壁螺纹连接。

实施例二

在实施例一的基础上，在上接头1和外筒2之间、芯轴3和外筒2之间均设置有密封圈10。

实施例三

一种随钻液体流通工具的使用方法，按照下述步骤进行：

步骤1，随钻液体流通工具以旁通打开状态连接管柱入井，此时，剪切销钉未剪切，芯轴与外筒之间的位置被限定，弹簧处于压缩状态，连接管柱内液体经过喷嘴进入到芯轴孔，由于芯轴内部未开通，且芯轴的外壁与外筒的内壁通过密封圈实现液体通道密封，故液体仅能从芯轴首端侧壁上的通孔经由外筒的中部侧壁上旁通孔流入到连接管柱与套管的环空中，进而实现作业循环，如图1所示；

步骤2，当作业需要关闭环空通道、打开管柱内通道时，通过逐渐提高连接管柱内的液体循环排量，在喷嘴处产生压耗，此时，液体压力作用于芯轴的首端，促使芯轴压缩弹簧下移，进而使得剪切销钉被剪断，然后，缓慢降低连接管柱内的液体循环排量，芯轴在弹簧的弹簧力的作用下上移，使外筒与套管环空的循环通道被密封，芯轴的上下被连通，进而实现连接管柱的内循环，连接管柱的内循环一直处于开启状态，如图2所示。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种随钻液体流通工具，其特征在于：包括上接头、下接头和液体通道转换机构，所述上接头的尾端与所述液体通道转换机构的首端螺纹连接，所述液体通道转换机构的尾端与所述下接头的首端螺纹连接；

所述液体通道转换机构包括外筒、芯轴、喷嘴盖、喷嘴、喷嘴座和弹簧，所述上接头的尾端外壁与所述外筒的首端内壁螺纹连接，在所述外筒的中部侧壁上开设有旁通孔，在所述旁通孔的下方的外筒内壁上形成一扩径段，所述芯轴采用首尾两端敞口中部密封的管状结构，芯轴的密封结构与外筒内壁扩径段共同形成管柱内循环通道，所述喷嘴座的尾端与所述芯轴的首端螺纹连接，在所述芯轴的首端侧壁上开设有通孔，在所述喷嘴座的中部形成一喷嘴孔，在所述喷嘴孔内形成一限位台阶，所述喷嘴放入到所述喷嘴盖中，并与所述喷嘴座相连，所述喷嘴的尾端与所述限位台阶相接触，装配好的所述芯轴、所述喷嘴盖、所述喷嘴和所述喷嘴座自所述外筒的尾端插入所述外筒内，所述通孔与所述旁通孔一一对应设置，在所述外筒和所述芯轴之间设置有剪切销钉，剪切销钉用于保证流通工具处于旁通打开的状态，在所述外筒的尾端装入所述弹簧，所述外筒的尾端内壁与所述下接头的首端外壁螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种随钻液体流通工具，其特征在于：在所述上接头和所述外筒之间、所述芯轴和所述外筒之间均设置有密封圈。

3.一种随钻液体流通工具的使用方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，随钻液体流通工具以旁通打开状态连接管柱入井，此时，剪切销钉未剪切，芯轴与外筒之间的位置被限定，弹簧处于压缩状态，连接管柱内液体经过喷嘴进入到芯轴孔，由于芯轴内部未开通，且芯轴的外壁与外筒的内壁通过密封圈实现液体通道密封，故液体仅能从芯轴首端侧壁上的通孔经由外筒的中部侧壁上旁通孔流入到连接管柱与套管的环空中，进而实现作业循环；

步骤2，当作业需要关闭环空通道、打开管柱内通道时，通过逐渐提高连接管柱内的液体循环排量，在喷嘴处产生压耗，此时，液体压力作用于芯轴的首端，促使芯轴压缩弹簧下移，进而使得剪切销钉被剪断，然后，缓慢降低连接管柱内的液体循环排量，芯轴在弹簧的弹簧力的作用下上移，使外筒与套管环空的循环通道被密封，芯轴的上下被连通，进而实现连接管柱的内循环，连接管柱的内循环一直处于开启状态。

Images