[實用新型]井下增壓提速系統

有效

• 申請號: 201220294882.3
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN202706929U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 管志川;劉永旺;魏文忠;張洪寧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/61;E21B17/07
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 劉巖

技術領域

本實用新型涉及一種石油、天然氣鉆井作業中的配套裝置，特別涉及一種井下增壓提速系統。

背景技術

提高油氣鉆井過程中鉆頭噴嘴的射流壓力，可以大大提高鉆頭的破巖效率和鉆井速度。目前提高鉆頭噴嘴處射流壓力的方式為地面增壓和井下增壓。如果從地面增加鉆井液的壓力輸送給井底的鉆頭噴嘴，需要改變現有的設備和工藝，成本昂貴。井下增壓可以在不改變其他裝置的基礎上，在鉆頭上方增壓一個裝置即可實現，成本較低，易于實現，因而成為研究的熱點。

中國專利說明書CN101787858A（2010年07月28日公開）及中國專利說明書CN201627541U（2010年11月10日公開）提供了一種用于石油、天然氣鉆井作業中的配套工具—井下鉆柱減振增壓裝置。它包括上部轉換接頭、彈簧、中心軸、活塞軸、鎖緊螺母、進水閥、密封總成、增壓缸、增壓缸扶正筒、增壓缸外筒、出水閥、高壓流道、下部轉換接頭。鉆進過程中，當鉆柱發生縱向振動時，鉆柱帶動轉換接頭、彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸一起相對于增壓缸產生上下運動，在增壓缸內吸入和壓縮鉆井液?？稍趥鬟f動力、循環鉆井液的同時，吸收鉆柱振動的能量，將鉆柱振動能轉化為鉆井液的壓能，實現鉆井液的井底增壓。既可減少鉆柱振動，保護鉆柱，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率。

現場實踐表明，該裝置配合超高壓雙流道鉆頭一起使用可以大幅度的提高深井鉆井速度且使用壽命能夠滿足現場的需要。但該裝置設計上還存在以下問題：①?中心軸上面需要承受扭矩及波動的鉆壓，容易疲勞；②?中心軸上的花鍵浸泡于鉆井液中，容易被鉆井液腐蝕或沖蝕，并且中心軸長度較長，易于破壞，一旦產生疲勞破壞或者沖蝕更換部件成本較高；③?上部轉換接頭與彈簧上封堵接頭難于拆卸，強制拆卸會導致彈簧上封堵接頭渡鉻層的損傷；④?增壓缸安裝過程中需要與花鍵流道對正，較難安裝；⑤?彈簧外筒及彈簧下封堵接頭上的密封強度較低，維修及更換較為困難。

現有技術中能夠實現超高壓鉆井液和常壓鉆井液分別傳輸到井底并使其噴射且易于安裝、方便井下增壓裝置推廣的工具已有以下專利文獻予以批露。

中國專利說明書CN102383735A（2012年03月21日公開）提供了一種石油與天然氣鉆井工程領域的用于井下增壓器的超高壓鉆頭流道系統及其構造方法。該實用新型由超高壓鉆井液傳輸通道和普通鉆井液傳輸通道組成，所述的超高壓鉆井液傳輸通道由超高壓鉆井液流道與耐高壓軟管、耐高壓硬管、超高壓鉆井液噴嘴連接成一個整體；所述的普通鉆井液傳輸通道由扶正過流結構的過流孔、超高壓鉆井液流道與轉換接頭內孔間的環形空間、對開式扶正器的過流孔、超高壓鉆井液流道與鉆頭體內腔間的環形空間組成連通流道。

中國專利說明書CN202249789U（2012年05月30日公開）提供了一種井下增壓器用超高壓鉆頭系統。其技術方案是：主要由鉆頭體、轉換接頭、超高壓鉆井液傳輸通道和普通鉆井液傳輸通道組成，所述的普通鉆井液傳輸通道由扶正過流結構的過流孔、超高壓粗軟管保護筒與轉換接頭內孔間的環形空間、對開式扶正器的過流孔、超高壓粗軟管保護筒與鉆頭體內腔間的環形空間組成連通流道；所述的超高壓鉆井液傳輸通道由金屬超高壓鉆井液流道與超高壓粗軟管、超高壓細軟管、超高壓鉆井液噴嘴連接成一個整體；其有益效果是：該結構僅需要調整超高壓粗軟管、超高壓細軟管長度即可實現不同廠家普通鉆頭構造超高壓鉆頭的目的；噴嘴僅是普通噴嘴的稍作改造，該噴嘴加工工藝容易實現，可有效降低鉆頭構造成本。

上述兩個設計上存在以下問題：①?CN102383735A中耐高壓硬管、硬管限位套、超高壓鉆井液噴嘴配合在超高壓情況下，密封實現較為困難，耐高壓硬管與鉆井液噴嘴的連接為硬連接，一旦同軸度過低，將導致裝配失敗；②?CN202249789的超高壓粗軟管保護筒直徑較大，鉆頭上接頭中空直徑有限，該部位易出現鉆井液流速過高的情況。超高壓粗軟管、超高壓細軟管配合導致流道突然收縮，如果超高壓鉆井液內固相顆粒較大，容易在該處堵塞。

優化由井下鉆柱減振增壓裝置及能夠實現超高壓鉆井液和常壓鉆井液分別傳輸到井底并使其噴射且易于安裝、方便井下增壓裝置推廣的工具構成的井下增壓提速系統的結構，提高系統的工作壽命，降低維修工序操作難度，是目前急需解決的問題之一。

實用新型內容

本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種井下增壓提速系統，該系統整體連接在鉆具的最下方，可實現減小鉆柱振動的同時提高部分鉆井液壓力并將增壓后的鉆井液輸送到井底噴射輔助破巖提高油氣鉆井速度的目的。