CN205089230U - 一种气体钻井专用微波除水钻杆 - Google Patents

Abstract

一种气体钻井专用微波除水钻杆，包括杆体、母扣、公扣，置有内部流道和导线；所述母扣上部置有内螺纹和导电圆盘，下部置有微波发生器；所述公扣下部置有外螺纹和导电片；所述导电圆盘与导电片利用压缩弹簧保持弹性接触，外部置有绝缘橡胶，保障电流安全传输。本实用新型的有益效果是通过微波发生器将井筒内地层水快速汽化，避免岩屑颗粒和液态水粘结成团所导致的沉砂卡钻、砂堵等井下事故的发生，降低气体钻井施工风险，扩大气体钻井技术适用地层范围。

Description

一种气体钻井专用微波除水钻杆

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻杆，尤其涉及一种气体钻井专用钻杆，属石油机械领域。

背景技术

石油与天然气勘探开发逐步向深层发展，常规钻井技术钻速较低，这已成为制约深层油气资源勘探开发的主要技术瓶颈之一。气体钻井技术是以气体作为循环介质的一种快速钻井技术，其钻速是常规钻井技术的3～8倍以上。同时，气体钻井技术在油气储层及时发现、评价、保护等方面也是常规钻井技术无法比拟的。因此，大规模推广应用气体钻井技术对开发深层油气资源具有重要的工程应用价值。

目前，气体钻井技术仍然面临诸多技术难题。其中，地层出水是限制气体钻井技术对地层适用范围的重要因素。地层中某一层位一旦出水，气体钻井过程中产生的微小岩屑颗粒将在液态水作用下相互粘结成团，当井筒气体循环介质所产生的拖曳力无法克服岩屑团重力作用时，岩屑团将下落并堆积在井底，最终诱发井底沉砂卡钻、砂堵等井下事故的发生，极端条件下甚至可能导致井口被高速岩屑堆积物冲毁的恶性事故发生。

因此，为了拓宽气体钻井的应用范围，克服地层出水带来的工程危害，有必要设计一种能够将地层水快速汽化，同时将已成团岩屑人工除水分散的工具，并利用钻杆外部和井壁之间环形空间内的高速气体循环介质将水蒸气和岩屑颗粒安全携带至井口排出。

目前，微波快速加热技术主要应用于食品加工领域，利用微波发生器产生的谐振波激发水分子剧烈运动产生大量热能，即实现液态水快速汽化。同时，微波遇到金属后具有良好的反射特征，金属无法吸收微波，而目前尚无将微波快速加热技术应用于气体钻井人工除水的相关研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够将地层水快速汽化，同时将已成团岩屑除水分散的钻杆，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种气体钻井专用微波除水钻杆，包括母扣、杆体、公扣；所述杆体为中空圆形管柱，杆体、公扣和母扣内部设置内部流道。

所述母扣包括母扣胎体，置于母扣胎体左侧上部的第一内置端口，置于母扣胎体右侧上部的第二内置端口，置于母扣胎体左侧中部的第三内置端口，置于母扣胎体右侧中部的第四内置端口，置于母扣胎体上部的第一凹槽，置于母扣胎体中部的第二凹槽，置于母扣胎体下部的第三凹槽；所述第一内置端口内第一弹簧，所述第二内置端口设有第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧上方固定连接导电圆盘；

所述公扣包括公扣胎体，置于公扣胎体下部左侧的第五内置端口，置于公扣胎体下部右侧的第六内置端口，置于公扣胎体中部的第四凹槽；所述第五内置端口设有第三弹簧，第三弹簧下方固定连接第一导电片，所述第六内置端口设有第四弹簧，第四弹簧下方固定连接第二导电片；

所述杆体、母扣胎体、公扣胎体左侧设有第一线路导孔，所述杆体、母扣胎体、公扣胎体右侧设有第二线路导孔；

所述第三内置端口设有第一微波发生器，所述第四内置端口设有第二微波发生器；

所述第一线路导孔内置第一导线，第一导线上端通过第一弹簧与导电圆盘连接，中间连接第一微波发生器，下端通过第三弹簧与第一导电片连接；所述第二线路导孔内置第二导线，第二导线上端通过第二弹簧与导电圆盘连接，中间连接第二微波发生器，下端通过第四弹簧与第二导电片连接；

进一步的是所述第一内置端口内设有第一绝缘橡胶，所述第二内置端口设有第二绝缘橡胶。

进一步的是所述第五内置端口设有第三绝缘橡胶，所述第六内置端口设有第四绝缘橡胶。

进一步的是所述第一凹槽设有第一防磨接箍，所述第二凹槽和第三凹槽分别设有第二防磨接箍和第三防磨接箍。

进一步的是所述母扣胎体上端设置有母扣内螺纹，所述公扣胎体下端设置有公扣外螺纹。

进一步的是所述母扣与杆体、杆体与公扣通过电焊连接。

本实用新型的有益效果在于，工作时微波发生器分别向钻杆外壁和井壁之间的环形空间发射微波，微波迅速将液态地层水汽化为水蒸气，同时将已成团岩屑快速除水分散，气体循环介质从钻杆通孔注入，经钻杆外部和井壁之间的环形空间返出，水蒸气和岩屑颗粒被环空中的高速气体循环介质携带至井口排出；降低气体钻井施工风险，扩大气体钻井技术适用地层范围。同时公扣端和母扣段分别设有绝缘橡胶和弹簧，很好地实现母扣端和公扣端弹性接触和绝缘密封，使用防磨接箍减少了公扣和母扣与井壁之间的摩擦,延长工具的实用寿命。电焊连接使钻杆为一个整体，机械强度高，密封性好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的母扣胎体示意图；

图3为本实用新型的公扣胎体示意图；

图4为本实用新型的母扣示意图；

图5为本实用新型的公扣示意图；

图6为本实用新型的母扣俯视图。

图中代号含义：1—母扣；2—杆体；3—公扣；4—母扣胎体；5—母扣内螺纹；6—第一内置端口；7—第二内置端口；8—第三内置端口；9—第四内置端口；10—第一凹槽；11—第二凹槽；12—第三凹槽；13—第一线路导孔；14—第二线路导孔；15—内部流道；16—公扣胎体；17—公扣外螺纹；18—第五内置端口；19—第六内置端口；20—第四凹槽；21—第一绝缘橡胶；22—第一弹簧；23—导电圆盘；24—第二绝缘橡胶；25—第二弹簧；26—第一微波发生器；27—第一固定螺钉；28—第二微波发生器；29—第二固定螺钉；30—第一防磨接箍；31—第二防磨接箍；32—第三防磨接箍；33—第一导线；34—第二导线；35—第三绝缘橡胶；36—第三弹簧；37—第一导电片；38—第四绝缘橡胶；39—第四弹簧；40—第二导电片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1-6所示，一种气体钻井专用微波除水钻杆，包括母扣1、杆体2、公扣3；所述杆体2为中空圆形管柱，杆体2、公扣3和母扣1内部设置内部流道15。

所述母扣1包括母扣胎体4，置于母扣胎体4左侧上部的第一内置端口6，置于母扣胎体4右侧上部的第二内置端口7，置于母扣胎体4左侧中部的第三内置端口8，置于母扣胎体4右侧中部的第四内置端口9，置于母扣胎体4上部的第一凹槽10，置于母扣胎体4中部的第二凹槽11，置于母扣胎体4下部的第三凹槽12；所述第一内置端口6内第一弹簧22，所述第二内置端口7设有第二弹簧25，第一弹簧23和第二弹簧25上方固定连接导电圆盘23。

所述公扣3包括公扣胎体16，置于公扣胎体16下部左侧的第五内置端口18，置于公扣胎体16下部右侧的第六内置端口19，置于公扣胎体16中部的第四凹槽20；所述第五内置端口18设有第三弹簧36，第三弹簧（36）下方固定连接第一导电片37，所述第六内置端口19设有第四弹簧39，第四弹簧39下方固定连接第二导电片40。

所述杆体2、母扣胎体4、公扣胎体16左侧设有第一线路导孔13，所述杆体2、母扣胎体4、公扣胎体16右侧设有第二线路导孔14。

所述第三内置端口8设有第一微波发生器26，第四内置端口9设有第二微波发生器28。

所述第一线路导孔13内置第一导线33，第一导线33上端通过第一弹簧22与导电圆盘23连接，中间连接第一微波发生器26，下端通过第三弹簧36与第一导电片37连接；所述第二线路导孔14内置第二导线34，第二导线34上端通过第二弹簧25与导电圆盘23连接，中间连接第二微波发生器28，下端通过第四弹簧39与第二导电片40连接。

在钻杆工作过程中，第一导线33和第二导线34通过导电圆盘23与第一导电片37和第二导电片40实现上一个钻杆与下一个钻杆之间电流的传输；电流通过导线输送到微波发生器，通过第一导线33与将电能输送到第一微波发生器26，通过第二导线34将电能输送到第二微波发生器28；第一微波发生器26和第二微波发生器28分别向钻杆外壁和井壁之间的环形空间发射微波，微波迅速将液态地层水汽化为水蒸气，同时将已成团岩屑快速除水分散，气体循环介质从钻杆内部流道15注入，经钻杆外部和井壁之间的环形空间返出，水蒸气和岩屑颗粒被环空中的高速气体循环介质携带至井口排出。

所述第一内置端口6内设有第一绝缘橡胶21和第一弹簧22，所述第二内置端口7设有第二绝缘橡胶24和第二弹簧25，导电圆盘23固定连接在第一弹簧22和第二弹簧25上端；能够实现母扣端弹性接触和绝缘密封。

所述第五内置端口18设有第三绝缘橡胶35和第三弹簧36，第三弹簧36下方固定连接，所述第六内置端口19设有第四绝缘橡胶38和第四弹簧39，能够实现公扣端弹性接触和绝缘密封。

所述第一凹槽10设有第一防磨接箍30，用于减轻第一内置端口6和第二内置端口7与井壁的摩擦，所述第二凹槽11和第三凹槽12分别设有第二防磨接箍31和第三防磨接箍32。用于减轻第三内置端口8和第四内置端口9与井壁的摩擦；减少母扣和公扣端与井壁的摩擦，增加了工具使用寿命。

所述母扣胎体上端设置有母扣内螺纹，所述公扣胎体下端设置有公扣外螺纹，公扣与母扣之间通过螺纹连接，易安装，连接紧密。

所述母扣1与杆体2、杆体2与公扣3通过电焊连接；使整个钻杆为一个整体，机械强度高，密封性好。

为了让该微波除水钻杆适用于不同出水量地层，作为优选的实施方式，所述微波发生器数量和功率，应在保证钻杆强度的前提下以保证有效除去地层水为宜。

以上实施例的技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照前述实施例的技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明具体技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种气体钻井专用微波除水钻杆，包括母扣（1）、杆体（2）、公扣（3）；所述杆体（2）为中空圆形管柱，杆体（2）、公扣（3）和母扣（1）内部设置内部流道（15）；其特征在于，

所述母扣（1）包括母扣胎体（4），置于母扣胎体（4）左侧上部的第一内置端口（6），置于母扣胎体（4）右侧上部的第二内置端口（7），置于母扣胎体（4）左侧中部的第三内置端口（8），置于母扣胎体（4）右侧中部的第四内置端口（9），置于母扣胎体（4）上部的第一凹槽（10），置于母扣胎体（4）中部的第二凹槽（11），置于母扣胎体（4）下部的第三凹槽（12）；所述第一内置端口（6）内第一弹簧（22），所述第二内置端口（7）设有第二弹簧（25），第一弹簧（23）和第二弹簧（25）上方固定连接导电圆盘（23）；

所述公扣（3)包括包括公扣胎体（16），置于公扣胎体（16）下部左侧的第五内置端口（18），置于公扣胎体（16）下部右侧的第六内置端口（19），置于公扣胎体（16）中部的第四凹槽（20）；所述第五内置端口（18）设有第三弹簧（36），第三弹簧（36）下方固定连接第一导电片（37），所述第六内置端口（19）设有第四弹簧（39），第四弹簧（39）下方固定连接第二导电片（40）；

所述杆体（2）、母扣胎体（4）、公扣胎体（16）左侧设有第一线路导孔（13），所述杆体（2）、母扣胎体（4）、公扣胎体（16）右侧设有第二线路导孔（14）；

所述第三内置端口（8）设有第一微波发生器（26），所述第四内置端口（9）设有第二微波发生器（28）；

所述第一线路导孔（13）内置第一导线（33），第一导线（33）上端通过第一弹簧（22）与导电圆盘（23）连接，中间连接第一微波发生器（26），下端通过第三弹簧（36）与第一导电片（37）连接；所述第二线路导孔（14）内置第二导线（34），第二导线（34）上端通过第二弹簧（25）与导电圆盘（23）连接，中间连接第二微波发生器（28），下端通过第四弹簧（39）与第二导电片（40）连接。

2.如权利要求1所述的一种气体钻井专用微波除水钻杆，其特征在于，所述第一内置端口（6）内设有第一绝缘橡胶（21），所述第二内置端口（7）设有第二绝缘橡胶（24）。

3.如权利要求1所述的一种气体钻井专用微波除水钻杆，其特征在于，所述第五内置端口（18）设有第三绝缘橡胶（35），所述第六内置端口（19）设有第四绝缘橡胶（38）。

4.如权利要求1所述的一种气体钻井专用微波除水钻杆，其特征在于，所述第一凹槽（10）设有第一防磨接箍（30），所述第二凹槽（11）和第三凹槽（12）分别设有第二防磨接箍（31）和第三防磨接箍（32）。

5.如权利要求1所述的一种气体钻井专用微波除水钻杆，其特征在于，所述母扣胎体（4）上端设置有母扣内螺纹（5），所述公扣胎体（16）下端设置有公扣外螺纹（17）。

6.如权利要求1所述的一种气体钻井专用微波除水钻杆，其特征在于，所述母扣（1）与杆体（2）、杆体（2)与公扣（3）通过电焊连接。