[實用新型]泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320800934.4
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN203594354U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周勁輝;高德利;房軍;張勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學
• 主分類號: E21B3/00
• 分類號: E21B3/00;E21B21/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鉆井機械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著油氣資源的勘探開發(fā)難度的增加，鉆井工程技術(shù)人員面臨著種種技術(shù)難題。鉆井機械鉆速低是制約勘探開發(fā)成本的關(guān)鍵因素之一，頁巖氣水平井鉆進過程中鉆速低導致裸眼段長時間浸泡在鉆井液中，井壁坍塌嚴重；致密砂巖氣鉆進速度低導致鉆井成本急劇增加，傳統(tǒng)的鉆頭選型、鉆具組合優(yōu)化、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化等提速方法也難以取得令人滿意的效果。在大斜度井、水平井、大位移井的鉆井過程中，因巖屑床的存在，導致井筒凈化不好、巖屑重復(fù)破碎、鉆柱摩阻扭矩增大、套管磨損嚴重、卡鉆事故頻繁等一系列問題，造成鉆井成本急劇增加。

目前反循環(huán)鉆井技術(shù)從原理上講主要有泵吸反循環(huán)和氣舉反循環(huán)兩種，泵吸反循環(huán)通過離心泵的抽吸作用，在大氣壓與循環(huán)管路之間壓差的作用下建立反循環(huán)，壓差有限，其反循環(huán)深度不足200米。氣舉反循環(huán)依靠雙壁鉆桿，向管柱內(nèi)注入氣體，使循環(huán)管路內(nèi)外形成一定的泥漿密度差，在此壓差下形成反循環(huán)，因受雙壁鉆桿強度的限制，反循環(huán)深度不足3500米，在大斜度井、水平井和大位移井中鉆進深度更小。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)，以解決上述的問題。

在本實用新型的實施例中提供了一種泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)，其包括鉆頭、鉆柱、井筒和動力裝置；

井筒上設(shè)置有進液口，進液口用于向井筒內(nèi)泵送鉆井液；

鉆柱為中空圓柱體，其一端連接鉆頭，另一端連接動力裝置，動力裝置用于驅(qū)動鉆柱轉(zhuǎn)動，鉆柱用于驅(qū)動鉆頭轉(zhuǎn)動和鉆井液回流；

鉆柱穿過井筒，井筒遠離鉆頭一端與鉆柱之間密封；

鉆頭上設(shè)有水眼，用于鉆井液回流。

進一步的，水眼為八個；

四個水眼沿鉆頭徑向均勻分布在鉆頭側(cè)部；

四個水眼沿鉆頭徑向均勻分布在鉆頭底部。

進一步的，四個側(cè)部水眼與四個底部水眼沿鉆頭軸向錯開45°；

水眼由外向內(nèi)逐漸縮小。

進一步的，泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)還包括旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)用于密封井筒遠離鉆頭的一端，其包括方鉆桿、旋轉(zhuǎn)體和外套；

方鉆桿為中空柱體，方鉆桿穿過旋轉(zhuǎn)體，方鉆桿與鉆柱連接，方鉆桿用于驅(qū)動鉆柱轉(zhuǎn)動和鉆井液回流，方鉆桿另一端連接動力裝置，由動力裝置驅(qū)動方鉆桿轉(zhuǎn)動；

旋轉(zhuǎn)體設(shè)置在外套內(nèi)，能由方鉆桿帶動旋轉(zhuǎn)體在外套內(nèi)轉(zhuǎn)動。

進一步的，旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)還包括卡瓦，設(shè)置在方鉆桿與旋轉(zhuǎn)體之間。

進一步的，旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)還包括主軸承，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體與外套之間。

進一步的，旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)還包括限位軸承，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體與外套之間，用于防止旋轉(zhuǎn)體上下震動。

進一步的，旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)還包括支撐座，外套固定安裝在支撐座的一端，支撐座的另一端與井筒固定連接。

進一步的，泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)還包括泥漿泵和單向閥，單向閥一端連接井筒，另一端連接泥漿泵，用于限制井筒流體流出。

進一步的，泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)還包括鉆井液池，用于為井筒提供鉆井液和回收鉆柱中回流的鉆井液。

本實用新型泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)，通過向井筒內(nèi)輸入鉆井液，鉆井液經(jīng)井筒進入鉆頭，再進入鉆柱將鉆井液排出，鉆井液壓力用于克服循環(huán)過程中的壓力損耗，完成泵壓反循環(huán)，當井口旋轉(zhuǎn)密封裝置的耐壓能力和地層的破裂壓力值足夠時，理論鉆井深度可以無限大。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例泵壓反循環(huán)鉆井系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例旋轉(zhuǎn)送鉆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例泵入短節(jié)系統(tǒng)；

圖4為本實用新型實施例鉆頭水眼布置圖。