CN211692327U - 一种双速双心钻井提速设备的分流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双速双心钻井提速设备的分流装置，所述分流装置包括串联的第一筒体和第二筒体，其中，第一筒体的左端部能够与上游钻柱连接；第一筒体的右端部具有设置有第二螺纹的外壁、以及沿径向截面设置的分水部件，第二螺纹能够与外筒体连接，分水部件上设置有中心孔和多个分水孔，中心孔能够与第二筒体的左端部形成密封对接，以使钻井液的一部分进入井下动力装置，多个分水孔设置在中心孔周围且不与中心孔连通，以使钻井液中的另一部分进入外筒体与井下动力装置之间的环空；第二筒体的右端部具有设置有第三螺纹的外壁并能够与井下动力装置连接。本实用新型能够有效配合双速双心钻井设备，有利于进一步提高钻井速度。

Description

一种双速双心钻井提速设备的分流装置

技术领域

本实用新型属于油气钻井工程领域，涉及一种双速双心钻井提速设备的分流装置。

背景技术

在油气井钻井工程中，如何提高钻井速度一直是人们研究的重要课题，虽然，目前通过对钻头结构优化设计，开发新的钻头牙齿材料、更高性能的牙齿等，使得钻井速度得到了一定程度的提高，但是，仍然没有解决钻井时钻头中心点线速度为零，以及中心点附近线速度低影响钻井速度的问题。这种影响，在当前大量使用的PDC钻头中尤其明显。另外，从使用后起出的钻头也不难发现，这个问题是影响钻井速度提升的关键问题。

发明人经过研究认为“双速双心”钻井技术有利于解决钻头中心点线速度为零的问题，从而能够进一步提高钻井速度。然而，发明人表示：为了更好地配合发明人提出的“双速双心”钻进技术，亟需提供一种能够有效实现对钻井液进行分流的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

具体来讲，发明人经过研究提出：采用双速双心钻井设备能够解决钻头中心部线速度为零的问题。对于发明人所提出的双速双心钻井设备和技术而言，其通过设置具有第一中心线、沿第一中心线设置的贯穿通孔、以及第一直径的大切削头(也可称为大钻头)；以及具有第二中心线和第二直径的小切削头(也可称为小钻头)；并且确保所述第二直径小于所述第一直径，所述第二中心线与所述第一中心线平行但不重合的方式来实现“双心”。同时，大切削头通过上部钻柱获得旋转钻进的第一动力，并通过来自上部钻柱的钻井液提供润滑；小切削头通过井下动力装置获得旋转钻进的第二动力，这里相当于小切削头绕所述第二中心线“自转”，并且上部钻柱还能够带动井下动力装置进而带动小切削头进行转动，相当于小切削头绕第一中心线“公转”。

发明人表示：对于上述结构的双速双心钻井设备而言，当采用钻井液的一部分驱动井下动力装置进而为小切削头提供上述第二动力时，有必要研究一种可以有效地对上部钻柱的钻井液进行分流、并与上游和下游结构有效连接的分流装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种双速双心钻井提速设备的分流装置，所述分流装置包括串联的第一筒体和第二筒体，其中，所述第一筒体的左端部具有设置有第一螺纹的内壁，所述第一螺纹能够与由钻盘驱动的上游钻柱连接，并将上游钻柱中的钻井液导入第一筒体内；所述第一筒体的右端部具有设置有第二螺纹的外壁、以及沿径向截面设置的分水部件，所述第二螺纹能够与内部设置有井下动力装置的外筒体连接，所述分水部件上设置有中心孔和多个分水孔，所述中心孔能够与第二筒体的左端部形成密封对接，以使所述钻井液的一部分经由第二筒体进入井下动力装置，所述多个分水孔设置在所述中心孔周围且不与所述中心孔连通，以使所述钻井液中的另一部分进入外筒体与井下动力装置之间的环空；所述第二筒体的右端部具有设置有第三螺纹的外壁，所述第三螺纹能够与设置在外筒体内部的井下动力装置连接。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一筒体的左端部的内壁由左到右可具有逐渐缩小的内径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一筒体的右端部的外壁由左到右可具有逐渐缩小的外径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一筒体还可包括能够将其左端部与右端部连接的过渡部，所述过渡部具有统一的内径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第二筒体的右端部的外壁由左到右可具有逐渐缩小的外径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述分水孔的数量可为2～6个。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述多个分水孔的径向截面积之和与所述中心孔的径向截面积比可为1：0.5～2。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述分水孔的形状可为圆形或椭圆形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果中的至少一项：

能够有效配合双速双心钻井设备，有利于解决钻头中心点线速度为零的技术问题，从而能够进一步提高钻井速度；

能够同时具备分流和与上下游结构连接功能，方便安装。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的分流装置一个示例性实施例的剖面图；

图2示出了图1的右视图；

图3示出了图1的实物图。

附图标记说明如下：

1-第一筒体、2-第二筒体、3-中心孔、4-分流孔。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的分流装置。需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“左””、“右”、“内”、“外”仅仅为为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。

图1示出了根据本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的分流装置一个示例性实施例的剖面图。图2示出了图1中的右视图。图3示出了图1中的实物图。

在本实用新型的一个示例性实施例中，如图1～3中所示，所述分流装置包括串联的第一筒体1和第二筒体2。

在本示例中，第一筒体1的左端部用于与上游钻柱连接，第一筒体1的左端部内壁的直径沿分流装置轴线方向从左到右逐渐减小。这里，第一筒体1左端部的壁厚变化设置是为了增加其和第一筒体1过渡部的连接强度。第一筒体1左端部内壁设有第一螺纹，上游钻柱外壁上设有与该第一螺纹对应的螺纹，第一筒体通过第一螺纹与上游钻柱固定连接，传递上游钻柱的旋转扭矩给分流装置。同时，上游钻柱中的钻井液也能够进入第一筒体中以便后续进行分流。当然，这里也可以采用在第一筒体1左端部外壁设置第一螺纹，而在上游钻柱内壁设置相应的螺纹进行固定连接方式。这时，螺纹的直径从左到右保持不变，方便加工制造。这里，上游钻柱为双速双心钻井提速设备的上游结构，上游钻柱由钻盘驱动并带动与之连接的双速双心钻井提速设备一起转动。然而，本实用新型不限于此，第一筒体左端部和上游钻柱也可以通过其他方式连接，只要能够将第一筒体左端部与上游钻柱固定连接即可。

第一筒体1的右端部与外筒体固定连接，第一筒体1右端部的外壁的直径由左到右逐渐减小。这里，第一筒体1右端部的壁厚变化设置是为了增加其和第一筒体1过渡部的连接强度。第一筒体1右端部外壁上设有第二螺纹，外筒体内部上设有对应的螺纹，第一筒体1右端部与外筒体通过第二螺纹连接固定。这里，外筒体为双速双心钻井提速设备中分流装置的下游结构，外筒体内部设有井下动力装置。然而，本实用新型不限于此，第一筒体1右端部与外筒体也可以通过其他方式进行连接，只要能够将第一筒体右端部与外筒体固定连接即可。

第一筒体1的过渡部设置在其左端部和右端部之间，第一筒体的过渡部的作用是将第一筒体1的左端部和右端部固定连接，使第一筒体1左端部和右端部之间具有一定的距离。这里，第一筒体1的过渡部的壁厚沿轴线方向保持不变，第一筒体1过渡部的壁厚大于其左端部和右端部的最大壁厚。这里，这样设置过第一筒体渡部的壁厚可以使分流装置与上游钻柱和外筒体连接之后连接部位的壁厚不发生太大的变化或保持一致。

在本示例中，第二筒体2的右端部与井下动力装置固定连接，第二筒体2右端部的外壁的直径由左到右逐渐缩小。这里，第二筒体2右端部的壁厚变化设置是为了增加其和第二筒体2左端部的连接强度。第二筒体2右端部外壁上设有第三螺纹，位于外筒体内部的井下动力装置的内壁上设有对应的螺纹，第二筒体2右端部与井下动力装置通过第三螺纹连接固定。这里，井下动力装置为双速双心钻井提速设备中分流装置的下游结构，井下动力装置可以利用钻井液的水力功率为与其连接的小切削头提供动力。然而，本实用新型不限于此，第二筒体2右端部与井下动力装置也可以通过其他方式进行连接，只要能够将第二筒体右端部与井下动力装置固定连接即可。

在本示例中，如图1中所示，第一筒体1的右端部还设有分水部件，该分水部件沿第一筒体径向截面设置，分水部件上设置有中心孔4和多个分水孔3，中心孔4不与多个分水孔3连通。这里，分水孔3的数量可以为2～6个，分水孔3可以为圆形或椭圆形分水孔。多个分水孔3的径向截面积之和与中心孔4的径向截面积的比例1：0.5～2，例如1:1等。这里，来自上部钻柱中的钻井液具有一定压力，通过控制多个分水孔3的径向截面积与中心孔4的径向截面积的比例，能够对进入多个分水孔3和进入中心孔4中钻井液的流量进行控制，实现分流目的。然而，本实用新型不限于此，分水孔也可以为其它形状，只要能够供钻井液通过并进入外筒体与井下动力装置之间的环空即可。

分水部件的中心孔4与第二筒体2的左端部连接方式为密封对接，进入中心孔4中的钻井液能够全部进入第二筒体2内。这里，中心孔4和第二筒体2左端部可以固定密封对接，也可以为非固定密封对接。当中心孔4与第二筒体2左端部固定密封对接时，第一筒体与第二筒体固定连接。例如，例如，第一筒体和第二筒体可以一体化形成。例如，第二筒体2左端部可与分水部件以铸造、卡接、焊接、或螺纹连接等方式固定连接。当中心孔4与第二筒体2左端部为非固定密封对接时，第二筒体2的左端部可以插入中心孔中4中且第二筒体2能够相对于第一筒体1旋转。例如，可在第二筒体的左端部外壁与中心孔之间设置密封件来实现第二筒体和中心孔之间的密封。分水部件的作用是对上部钻柱中的钻井液进行分流，使得一部分钻井液通过中心孔4进入第二筒体中并最终进入井下动力装置中为其提供水力功率，另一部分钻井液则通过多个分水孔3进入外筒体与井下动力装置之间的环空，最终为外筒体下游连接的大切削头提供润滑。然而，本实用新型不限于此，分水部件和第二筒体左端部也可以通过其他方式进行连接，只要中心孔和第二筒体左端部能够形成密封对接即可。

综上所述，本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的分流装置具有以下优点：

能够有效配合双速双心钻井设备，有利于解决钻头中心点线速度为零的技术问题，从而能够进一步提高钻井速度；

能够在实现钻井液分流功能的同时，能够很好的和上游钻柱以及下游外筒体连接传递扭矩。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (9)

1.一种双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述分流装置包括串联的第一筒体和第二筒体，其中，

所述第一筒体的左端部具有设置有第一螺纹的内壁，所述第一螺纹能够与由钻盘驱动的上游钻柱连接，并将上游钻柱中的钻井液导入第一筒体内；

所述第一筒体的右端部具有设置有第二螺纹的外壁、以及沿径向截面设置的分水部件，所述第二螺纹能够与内部设置有井下动力装置的外筒体连接，所述分水部件上设置有中心孔和多个分水孔，所述中心孔能够与第二筒体的左端部形成密封对接，以使所述钻井液的一部分经由第二筒体进入井下动力装置，所述多个分水孔设置在所述中心孔周围且不与所述中心孔连通，以使所述钻井液中的另一部分进入外筒体与井下动力装置之间的环空；

所述第二筒体的右端部具有设置有第三螺纹的外壁，所述第三螺纹能够与设置在外筒体内部的井下动力装置连接。

2.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述第一筒体的左端部的内壁由左到右具有逐渐缩小的内径。

3.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述第一筒体的右端部的外壁由左到右具有逐渐缩小的外径。

4.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述第一筒体还包括能够将其左端部与右端部连接的过渡部，所述过渡部具有统一的内径。

5.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述第二筒体的右端部的外壁由左到右具有逐渐缩小的外径。

6.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述分水孔的数量为2～6个。

7.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述多个分水孔的径向截面积之和与所述中心孔的径向截面积比为1：0.5～2。

8.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述分水孔的形状为圆形或椭圆形。

9.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的分流装置，其特征在于，所述第一筒体与第二筒体一体化形成。

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