[發明專利]一種大口徑反循環鉆進用側排渣裝置

在審

• 申請號: 202010542383.0
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111691840A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 賈煒;史兵言;王三牛;董巍;伍朝輝;于好善;楊引娥;邵玉濤;牛慶磊;崔淑英;王興無;陳曉君;張化民;陳根龍;趙明;韓澤龍
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所;廊坊聚力勘探科技有限公司
• 主分類號: E21B21/16
• 分類號: E21B21/16;E21B21/12
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 周曉萍

一種大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，包括排渣體和中心體，排渣體為短圓柱體形，中心體穿過排渣體，二者轉動配合，中心體為空心結構，排渣體為空腔結構，中心體和排渣體之間形成環狀空腔，排渣體設有排渣口，排渣口沿切線方向位于沿排渣體側部，排渣口與排渣體的環狀空腔連通；中心體內的設有內堵，內堵將中心體上部封閉，中心體的側壁設有中心體氣道，內堵上部設有連通中心體氣道的內堵氣道，中心體中部設有側窗口，側窗口連通環形空腔。普通動力頭鉆機和轉盤鉆機安裝本發明裝置，即可用于大口徑反循環鉆井施工，可以極大的提高施工效率，降低生產成本。本發明不僅適合于通徑小的動力頭鉆機，也可用于石油鉆井、工程鉆井的轉盤鉆機。

技術領域

本發明涉及一種用于鉆機的排渣裝置，特別是大口徑反循環鉆進用側排渣裝置。

背景技術

反循環鉆進是沖洗介質由鉆具與孔壁之間的環狀空間流向孔底，攜帶巖屑再由鉆具內孔返回地表的鉆進方法。小口徑氣舉反循環鉆井技術利用鉆井設備(如動力頭鉆機、轉盤鉆機)采用反循環鉆井技術進行小口徑深水井及勘探井鉆進，在目前是較為先進的鉆井技術。其排渣方式是用空壓機將壓縮的空氣通過供氣管、氣盒子、雙壁鉆桿的環狀空間送至鉆具中的混合室，然后進入雙壁鉆桿內管內，使其與內管里的沖洗液及巖屑巖粉混合，形成比重小于沖洗液的混合物，使鉆桿內液柱壓力降低，在鉆桿內外形成壓力差，在鉆桿柱外側沖洗液壓力的作用下，鉆桿內的混合物上升，通過動力頭(水龍頭)的通孔，再經排渣管排出孔外送至振動篩，振動篩將巖屑巖粉分離出來，沖洗液重新流至孔內形成循環。目前，大部分動力頭鉆機的動力頭及上部彎頭的通孔直徑、轉盤鉆機水龍頭通孔設計的較小，這是因為在小直徑反循環施工中，攜帶巖屑的上返泥氣混合液流速較小，巖渣較少，如直接用于大口徑反循環鉆進施工，動力頭(水龍頭)比下部鉆桿通孔小很多，攜帶巖屑的上返泥氣混合液在動力頭(水龍頭)處的流速將成倍增長，增大了對動力頭(水龍頭)部件的磨損，也很容易造成堵塞。如增大所述通孔的直徑，需要對鉆機動力頭(水龍頭)進行大幅度的改動，困難很大，成本也很高；此外，油田深井鉆探時，如采用反循環鉆井工藝，由于反循環上返的氣液混合物流速過快，必將增加對泥漿管匯系統的磨損，因此，在油田上禁止反循環泥漿進入泥漿管匯系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之弊端，提供一種大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，采用所述排渣裝置，在不改變現有小口徑鉆機動力頭或水龍頭結構的情況下，可以大幅度提高鉆進效率。

本發明所述問題是由下述技術方案解決的：

一種大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，包括排渣體和中心體，排渣體為短圓柱體形，中心體穿過排渣體，二者轉動配合，中心體為空心結構，排渣體為空腔結構，中心體和排渣體之間形成環狀空腔，排渣體設有排渣口，排渣口沿切線方向位于沿排渣體側部，排渣口與排渣體的環狀空腔連通；中心體內設有內堵，內堵將中心體上部封閉，中心體的側壁設有中心體氣道，內堵上部設有連通中心體氣道的內堵氣道，中心體中部設有側窗口，側窗口連通環形空腔。

上述大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，中心體的上口和下口分別設有圓錐螺紋孔，中心體的上口經外錐接頭連接轉盤鉆機的水龍頭或動力頭鉆機的動力頭，中心體的下口連接雙壁鉆桿，中心體氣道連通雙壁鉆桿之間的環狀縫隙。

上述大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，內堵頂部設有凹槽，四條內堵氣道均布在內堵上，內堵氣道的入口設置在凹槽壁上，內堵氣道相對軸向傾斜設置；內堵設有緩沖室，緩沖室與中心體的內孔對接，內堵下部與中心體之間設有密封圈。

上述大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，緩沖室的直徑與中心體的內孔直徑匹配，緩沖室的高度H為80-120mm。

上述大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，中心體上設置兩個側窗口。

上述大口徑反循環鉆進用側排渣裝置，排渣體上下部與中心體之間設有軸承，各軸承外端設有端蓋，端蓋與中心體之間設有密封圈。