CN208900038U - 一种气体钻井排砂管弯管接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体钻井排砂管弯管接头，由弯管进口平直段、弯管段、弯管出口平直段组成，弯管进口平直段、弯管段和弯管出口平直段的内壁上设有耐磨层。其中弯管进口平直段耐磨层和弯管出口平直段耐磨层呈筒状结构，弯管段耐磨层的断面呈扇面月牙状，并按照弯管段轴面最大半径处厚向最小半径过渡。从井口返出的岩屑颗粒进入到本实用新型的弯管进口平直段，然后岩屑进入到弯管段，与弯管段内壁安装的耐磨材料层发生碰撞，导致岩屑的运动轨迹发生变化并进入到弯管出口平直段，最后进入到与弯管出口平直段通过法兰连接的直排砂管线中。有效避免了岩屑在进入弯管前和飞出弯管后对弯管过渡段的冲蚀磨损破坏。且结构简单、便于拆装。

Description

一种气体钻井排砂管弯管接头

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气钻井中气体钻井管具技术领域，尤其涉及一种气体钻井排砂管弯管接头。

背景技术

气体钻井技术由于其可以有效提高机械钻速、克服漏井、避免粘钻、延长钻头使用寿命等优点。但在气体钻井中设计中一般只考虑地面的注气量、环空速度、摩阻系数、环空压降等主要参数，往往忽略了出口排砂管线的设计。气体钻井返排出井口的气体内携带有大量的岩屑颗粒，这些岩屑在高速气流的作用下，直接与钢管内壁相接触，对排砂管线的弯管及过渡区域将产生严重的冲蚀和磨损，使其厚度变薄，最终使排砂管线被穿破，一旦排砂管线被穿破会导致天然气爆炸和燃烧，这将对现场工作人员和设备造成重大的安全事故。

针对上述气体钻井过程中排砂管线弯管接头处容易受到冲蚀破坏的特点，目前的解决方法主要是利用沟槽和螺旋状导流使高速携岩屑气流改变流向，使直线运动变成螺旋状运动，来减小或消除对排砂管弯管接头处内壁的冲击，但是该弯管内的导流片会使弯管处的有效过流面积减小，导致气流的流速增大，加剧对导流片的冲蚀破坏，而且，螺旋状导流片形状复杂难以加工。此外，由于在弯管处气流的速度发生变化，气流在进出弯管过渡段也会对排砂管的内壁造成不同程度的冲蚀磨损。

发明内容

本实用新型的目的就是针对气体钻井反排出的高速携岩屑气体对排砂管线弯管接口处的严重冲蚀和磨损，使排砂管线弯管处的壁厚减薄，甚至发生刺穿或断裂的问题，提出一种结构简单、耐冲蚀磨损效果明显，以确保气体钻井的顺利进行以及现场工作人员和设备安全的气体钻井排砂管弯管接头。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种气体钻井排砂管弯管接头由弯管进口平直段、弯管段、弯管出口平直段组成，弯管进口平直段、弯管段和弯管出口平直段的内壁上设有耐磨层。耐磨层分为三段，分别为弯管进口平直段耐磨层、弯管段耐磨层和弯管出口平直段耐磨层。其中弯管进口平直段耐磨层和弯管出口平直段耐磨层呈筒状结构，弯管段耐磨层的断面呈扇面月牙状，并按照弯管段轴面最大半径处厚向最小半径过渡。

进一步的，弯管段分别通过法兰C和法兰D与弯管进口平直段的法兰E和弯管出口平直段的法兰F相连接；

进一步的，弯管段耐磨层表面分布有凸块。凸块与弯管进口平直段的夹角范围为30°到90°。

进一步的，耐磨层材料为陶瓷或橡胶。

本实用新型的气体钻井排砂管弯管接头的优点是：（1）弯管进口平直段陶瓷层和弯管出口平直段陶瓷层能有效避免高速携岩屑气流在进入和飞出弯管段前后对过渡段的冲蚀磨损；（2）在弯管段安装带有不规则分布的凸块，既可以改变高速携岩屑气流的运动轨迹，还可以避免岩屑与弯管段的接触，提高弯管段的抗冲蚀磨损能力；（3）弯管处与进口平直段和出口平直段通过法兰连接，拆卸方便，便于更换耐磨材料层，有利于提高使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一种气体钻井排砂管弯管接头的结构示意图。

图2是本实用新型模拟高速携岩屑气流在排砂管线中的运动示意图。

图中 1.弯管进口平直段；11.法兰A；12.法兰E；2.弯管进口平直段陶瓷层；3.螺母；4.螺栓；5.弯管段；51.法兰C；52.法兰D；6.耐磨材料层；61.耐磨材料层上的凸块；7.弯管出口平直段；71.法兰F；72.法兰B；8.弯管出口平直段陶瓷层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的气体钻井排砂管弯管接头由弯管进口平直段1、弯管进口平直段陶瓷层2、弯管段5、耐磨材料层6、弯管出口平直段7、弯管出口平直段陶瓷层8组成。

所述的弯管进口平直段1两端带有法兰，左端通过法兰A(11)与直排砂管线进行相连，右端法兰E(12)通过螺栓3、螺母4以螺栓连接的方式与弯管段5相连接；所述的弯管进口平直段陶瓷层2长度大于弯管进口平直段1，紧紧的镶嵌在弯管进口平直段1和部分弯管段5的内壁上，避免高速携岩屑气流与管道内壁的直接接触，且岩屑颗粒与弯管进口平直段陶瓷层2的摩擦系数较小，能有效避免高速携岩屑气流在进入弯管5前对过渡段冲蚀磨损。

所述弯管段5两端带有法兰，通过螺栓连接的方式将法兰C(51)与弯管进口平直段法兰E(12)相连接，法兰D(52)与弯管出口平直段法兰F(71)相连接；所述耐磨材料层6是由耐磨材料构成的开口管状层结构，紧紧贴合在弯管段5直径较大的内壁处，且所述的耐磨材料层上有较多凸块61，所述块状结构61有不同的倾角，可以改变管道内高速携岩屑气流的运动轨迹，有效避免岩屑对弯管段5内壁的直接冲蚀磨损。

所述的弯管出口平直段7两端带有法兰，上端通过螺栓连接的方式将法兰盘F(71)与弯管段法兰D(52)相连接，下端通过法兰B(72)与直排砂管线进行相连；所述的弯管出口平直段陶瓷层8长度大于弯管出口平直段7，紧紧的镶嵌在弯管出口平直段7和部分弯管段5的内壁上，有效避免高速携岩屑气流在飞出弯管后对过渡段的冲蚀磨损。

如图2所示，高速携岩屑气流的岩屑A、B、C、D从弯管进口平直段1进入弯管段5之前，陶瓷层2与岩屑相接触，避免了排砂管内壁与岩屑的冲蚀摩擦。当岩屑A、B、C、D通过弯管进口平直段1进入弯管段5内时，与耐磨材料层6上的凸块61发生碰撞，运动轨迹发生变化，其运动轨迹如A-A、B-B、C-C、D-D所示，改变轨迹的岩屑进入到弯管出口平直段7中，从而有效的避免了岩屑对弯管段5的直接冲蚀磨损，且弯管出口平直段陶瓷层8有效的避免了岩屑在飞出弯管段5时对过渡处排砂管线的冲蚀磨损，提高了气体钻井用排砂管线弯管接头的抗冲蚀磨损性。

Claims (5)

1.一种气体钻井排砂管弯管接头，由弯管进口平直段（1）、弯管段（5）、弯管出口平直段（7）组成，其特征在于：所述的弯管进口平直段（1）、弯管段（5）和弯管出口平直段（7）的内壁上分别设有耐磨层；其中弯管进口平直段耐磨层（2）和弯管出口平直段耐磨层（8）呈筒状结构，弯管段耐磨层（6）的断面呈扇面月牙状，并按照弯管段轴面最大半径处厚向最小半径过渡。

2.根据权利要求1所述的一种气体钻井排砂管弯管接头，其特征在于：所述的弯管段（5）分别通过法兰C（51）和法兰D（52）与弯管进口平直段（1）的法兰E（12）和弯管出口平直段（7）的法兰F（71）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种气体钻井排砂管弯管接头，其特征在于：所述的弯管段耐磨层（6）轴面最大半径处表面分布有凸块（61）。

4.根据权利要求3所述的一种气体钻井排砂管弯管接头，其特征在于：所述的凸块（61）与弯管进口平直段的夹角范围为30°至90°。

5.根据权利要求1或2所述的一种气体钻井排砂管弯管接头，其特征在于：所述的耐磨层材料为陶瓷或橡胶。