CN214424454U - 一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，包括沿逆时针方向依次通过法兰连接的三通球阀、第一单流阀门、第一二通、第一短管、第一四通、主泄压阀门、第二三通、旁泄压阀门、第二四通、第二短管、第二二通和第二单流阀门形成的环形管道；三通球阀的第二端口与第二单流阀门的另一端端口通过法兰相连接，三通球阀的第三端口通过法兰与第一三通的一端相连接；储能器的液体出口端和钻井液入口接头分别与第一三通的另外两个端口相连接；该管汇适用不同井深等工况下的连续循环钻井，可实现了不同钻井液条件下的连续循环钻井，且流道切换时，压力平稳过渡。

Description

一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇

技术领域

本实用新型涉及石油钻探设备技术领域，特别涉及一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇。

背景技术

连续循环钻井能够实现接单根、立柱和起下钻时通过旁通管线持续向钻柱内注入钻井液，维持恒定的钻井循环排量和当量密度，防止接卸单根或立柱时停止循环引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻等事故复杂的发生，其中分流控制管汇是实现两条管线切换的主要设备，对于新接钻杆内部无钻井液，直接切换会导致旁通管线内的压力瞬间严重，失去了连续循环钻井的意义。目前除了采用直接切换的方式以外，还有采用流道切换前进行充填的方式，但存在控制管汇占地较大、切换时间长、压力不易控制等问题。同时，钻井泵为柱塞泵，注浆过程中会在钻井液中产生压力波动，因此，为了解决上述问题，有必要提出来一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够适应不同井深等工况的具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，包括沿逆时针方向依次通过法兰连接的三通球阀、第一单流阀门、第一二通、第一短管、第一四通、主泄压阀门、第二三通、旁泄压阀门、第二四通、第二短管、第二二通和第二单流阀门形成的环形管道，以及钻井液入口接头、去立管接头、泄压接头、旁通接头、储能器、主通路压力表、旁通路压力表和第一三通；其中，三通球阀的第二端口与第二单流阀门的另一端端口通过法兰相连接，三通球阀的第三端口通过法兰与第一三通的一端相连接，使液体仅能自钻井液入口接头通过三通球阀分别流经第一单流阀门和第二单流阀门以进入至管汇中；储能器的液体出口端和钻井液入口接头分别与第一三通的另外两个端口相连接；去立管接头和主通路压力表分别与第一四通的另外两个端口相连接；泄压接头与第二三通的第三个端口相连接；旁通接头和旁通路压力表分别与第二四通的另外两个端口相连接。

进一步地，三通球阀为切换速度可调的液动阀。

进一步地，第一二通和第二二通为直角二通；第一短管与主泄压阀门的一端分别与第一四通上两个轴线夹角呈直角的端口相连接；主泄压阀门的另一端与第二短管分别与第二四通上两个轴线夹角呈直角的端口相连接。

与现有技术相比，该具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇适用不同井深等工况下的连续循环钻井，其在使用时通过切换时间可控的三通球阀，从循环通路中有控制的分流给待切换通道，压力的波动将由储能器进行给予补偿，实现了不同钻井液条件下的连续循环钻井，且流道切换时，压力平稳过渡，避免了当量循环密度的波动引起的一系列井下复杂问题，从而达到缩短钻井周期、有效降低钻井成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型的具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇包括沿逆时针方向依次通过法兰连接的三通球阀6、第一单流阀门7、第一二通15、第一短管、第一四通16、主泄压阀门8、第二三通17、旁泄压阀门9、第二四通18、第二短管、第二二通19和第二单流阀门10形成的环形管道，以及钻井液入口接头1、去立管接头2、泄压接头3、旁通接头4、储能器5、主通路压力表11、旁通路压力表12和第一三通14；其中，

第一二通15和第二二通19为直角二通；

三通球阀6的第二端口与第二单流阀门10的另一端端口通过法兰相连接，三通球阀6的第三端口通过法兰与第一三通14的一端相连接，使液体仅能自钻井液入口接头1通过三通球阀6分别流经第一单流阀门7和第二单流阀门10以进入至环形管道中；具体地，三通球阀6为切换速度可调的液动阀；

储能器5的液体出口端和钻井液入口接头1分别与第一三通14的另外两个端口相连接；具体地，储能器5采用皮囊式储能器；

去立管接头2和主通路压力表11分别与第一四通16的另外两个端口相连接；其中，第一短管与主泄压阀门8的一端分别与第一四通16上两个轴线夹角呈直角的端口相连接；

泄压接头3与第二三通17的第三个端口相连接；

旁通接头4和旁通路压力表12分别与第二四通18的另外两个端口相连接；其中，主泄压阀门8的另一端与第二短管分别与第二四通18上两个轴线夹角呈直角的端口相连接。

该具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇的工作原理为：

在钻井过程中使用时，预先将该管汇连接在泥浆泵和钻柱之间；具体地，钻井液入口接头1与钻井泵通过管路相连接；去立管接头2与立管相连接；泄压接头3通过软管与泥浆罐相连接；去旁通接头4与旁通阀相连接；

(一)正常钻进时，钻井液依次通过钻井液入口接头1、第一三通14、三通球阀6、第一单流阀门7、第一二通15、第一四通16和去立管接头2，进入钻柱内；在管道内流体压力作用下，皮囊式储能器5吸收或排出钻井液，实现储能器5补液的同时稳定泥浆泵引起的管道内部压力波动；

(二)当需要接钻杆时，缓慢旋转三通球阀6，使部分钻井液依次进入第二单流阀门10、第二二通19、第二四通18和去旁通接头4，进入钻杆内；该过程中，通过监控主通路压力表11读数的变化，调整三通球阀6旋转切换速度，在此期间流道切换将引起管道内压力波动和流量变化，皮囊式储能器5内部流体在其充有压缩气体的气囊13作用下将补偿管道的压力波动和流量变化，以维持整个管道内压力的恒定；最后打开主泄压阀8对连续循环阀上部钻杆内钻井液泄压，然后卸扣、连接新钻杆；

(三)当连接好新钻杆后，反方向缓慢旋转三通球阀6，使部分钻井液依次进入第一单流阀门7、第一二通15、第一四通16和去立管接头2，进入钻杆内；在该过程中，通过监控旁通路压力表12读数的变化，调整三通球阀6旋转切换速度，在此期间流道切换将引起管道内压力波动和流量变化，皮囊式储能器5内部流体在其充有压缩气体的气囊13作用下将补偿管道的压力波动和流量变化，以维持整个管道内压力的恒定；然后打开旁泄压阀9对连接连续循环阀旁通口的管线内钻井液进行泄压，恢复正常钻进。

(四)连续循环起下钻作业过程与上述过程类似。

综上所述，通过使用该具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，实现了不同钻井液条件下的连续循环钻井，且流道切换时，压力平稳过渡，避免了当量循环密度的波动引起的一系列井下复杂问题，从而达到缩短钻井周期、有效降低钻井成本的目的。

Claims (3)

1.一种具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，其特征在于，包括沿逆时针方向依次通过法兰连接的三通球阀(6)、第一单流阀门(7)、第一二通(15)、第一短管、第一四通(16)、主泄压阀门(8)、第二三通(17)、旁泄压阀门(9)、第二四通(18)、第二短管、第二二通(19)和第二单流阀门(10)形成的环形管道，以及钻井液入口接头(1)、去立管接头(2)、泄压接头(3)、旁通接头(4)、储能器(5)、主通路压力表(11)、旁通路压力表(12)和第一三通(14)；其中，三通球阀(6)的第二端口与第二单流阀门(10)的另一端端口通过法兰相连接，三通球阀(6)的第三端口通过法兰与第一三通(14)的一端相连接，使液体仅能自钻井液入口接头(1)通过三通球阀(6)分别流经第一单流阀门(7)和第二单流阀门(10)以进入至管汇中；储能器(5)的液体出口端和钻井液入口接头(1)分别与第一三通(14)的另外两个端口相连接；去立管接头(2)和主通路压力表(11)分别与第一四通(16)的另外两个端口相连接；泄压接头(3)与第二三通(17)的第三个端口相连接；旁通接头(4)和旁通路压力表(12)分别与第二四通(18)的另外两个端口相连接。

2.根据权利要求1所述的具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，其特征在于，三通球阀(6)为切换速度可调的液动阀。

3.根据权利要求1所述的具有压力补偿功能的连续循环钻井控制管汇，其特征在于，第一二通(15)和第二二通(19)为直角二通；第一短管与主泄压阀门(8)的一端分别与第一四通(16)上两个轴线夹角呈直角的端口相连接；主泄压阀门(8)的另一端与第二短管分别与第二四通(18)上两个轴线夹角呈直角的端口相连接。

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