井底增壓器以及井底增壓方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種井底增壓器以及井底增壓方法，所述井底增壓器至少包括：?jiǎn)瘟鏖y，用于與壓力流體相接；上接頭，其連接于所述單流閥下端；外筒，其固定連接在所述上接頭下端；芯軸，其穿設(shè)在所述外筒內(nèi)，其上端通過空心的活塞與所述外筒內(nèi)壁滑動(dòng)連接；下接頭，其與所述芯軸下端連接，用于連接噴嘴。所述井底增壓方法是將鉆柱的重量加壓到活塞上，所述鉆具加壓至所述上接頭，帶動(dòng)所述外筒相對(duì)所述芯軸下移，使得所述活塞與所述上接頭之間的距離縮小，所述芯軸內(nèi)的泥漿因而被壓縮，從而在所述噴嘴處以更大的流速噴出。本發(fā)明能夠?qū)@柱重量轉(zhuǎn)化為鉆壓，使原有循環(huán)流體的壓力在流出鉆頭噴嘴前成倍的增加壓力，加速破壞地層，提高鉆井機(jī)械速度。
【專利說明】井底增壓器以及井底增壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在石油天然氣鉆井工程中使用的鉆柱。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣鉆井工程中，在井底增加噴射壓力，是有效加快鉆井機(jī)械速度的辦法，國(guó)內(nèi)外曾進(jìn)行過多次試驗(yàn)，但由于結(jié)構(gòu)不合理，材料不過關(guān)，使用壽命短，造價(jià)高，沒有能夠推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種井底增壓器以及井底增壓方法，其能夠把鉆井工程中的鉆壓轉(zhuǎn)化為泵壓，以增加噴射壓力。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0005]一種井底增壓器，其特征在于，至少包括:
[0006]單流閥，用于與壓力流體相接；
[0007]上接頭，其連接于所述單流閥下端；
[0008]外筒，其固定連接在所述上接頭下端；
[0009]芯軸，其穿設(shè)在所述外筒內(nèi)，其上端通過空心的活塞與所述外筒內(nèi)壁滑動(dòng)連接；
[0010]下接頭，其與所述芯軸下端連接，用于連接鉆頭和噴嘴。
[0011]所述的井底增壓器，其中:所述單流閥上端連接有旁通閥。
[0012]所述的井底增壓器，其中:所述旁通閥與鉆具相接。
[0013]所述的井底增壓器，其中:在所述外筒下端固定連接有花鍵接頭，所述芯軸的外側(cè)設(shè)有公鍵，能夠與所述花鍵接頭內(nèi)側(cè)的鍵槽卡接。
[0014]所述的井底增壓器，其中:在所述外筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述彈簧位于所述上接頭與所述活塞之間。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括:
[0016]一種井底增壓方法，使用如權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的井底增壓器，其特征在于:將地面上的鉆柱的重量加壓到鉆具上，所述鉆具通過所述單流閥加壓至所述上接頭，所述上接頭帶動(dòng)所述外筒相對(duì)所述芯軸下移，使得所述活塞與所述上接頭之間的距離縮小，所述芯軸活塞下的泥漿因而被壓縮，從而在所述噴嘴處以比常規(guī)狀態(tài)更大的流速噴出。
[0017]所述的井底增壓方法，其中:所述空心活塞與所述外筒內(nèi)壁的滑動(dòng)行程為3-5米。
[0018]所述的井底增壓方法，其中:在加壓過程中，所述單流閥封閉，所述芯軸活塞下被壓縮的泥漿無法從所述上接頭中向上回流。
[0019]所述的井底增壓方法，其中:所述單流閥上端連接有旁通閥；在加壓過程中，所述旁通閥內(nèi)的彈簧被壓縮，使得所述旁通閥側(cè)壁上開設(shè)的溢流孔與所述鉆具相通，保證鉆具內(nèi)外的壓力平衡。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明能夠?qū)@柱重量轉(zhuǎn)化為泵壓，使原有循環(huán)流體的壓力在流出鉆頭噴嘴前成倍的增加壓力，加速破壞地層，提高鉆井機(jī)械速度，具體來說，還具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、適應(yīng)各種類型的鉆機(jī)、不同井徑大小、井深井淺、鉆頭型號(hào)、地層變化；
[0022]2、是額外增加能量把鉆壓轉(zhuǎn)化為泵壓，增加噴射壓力，提高對(duì)地層的破碎能量；
[0023]3、控制鉆具下放速度，可控制噴射壓力的變化，適應(yīng)不同的地層；
[0024]4、在活塞的上端裝有彈簧，當(dāng)外筒下壓到底位時(shí)，彈簧能起減震效果，并能防止活塞同外筒的硬沖擊現(xiàn)象；
[0025]5、投入少，效益好，可提高機(jī)械鉆速f 2倍，井井都可以使用，無需增加泵的功率，無需強(qiáng)化地面設(shè)備耐壓能力；
[0026]6、只增加井底噴射壓力，工具以上均不受高壓影響，保護(hù)鉆具，地面設(shè)備及人員安全性提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1、圖2、圖3分別是本發(fā)明提供的井底增壓器的下段、中段與上段的剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖4是圖1中A-A剖面圖；
[0029]圖5是圖1中B-B剖面圖；
[0030]圖6是圖3中C-C剖面圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明:1_下接頭；2-芯軸；3_花鍵接頭；4-外筒；5-活塞；6-彈簧；7-上接頭；8_單流閥；9_旁通閥。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明提供的一種井底增壓器，其至少包括:單流閥8、連接于所述單流閥8下端的上接頭7、固定連接在所述上接頭7下端的外筒4、固定連接在所述外筒4下端的花鍵接頭3、上端通過空心活塞5與所述外筒4內(nèi)壁滑動(dòng)連接的空心芯軸2(滑動(dòng)行程一般取3-5米)、與所述芯軸2下端連接的下接頭I以及設(shè)置在所述外筒4內(nèi)并位于所述上接頭7與所述活塞5之間的彈簧6。其中，如圖1所示，所述花鍵接頭3以及所述外筒4與所述芯軸2滑動(dòng)連接。
[0033]安裝的時(shí)候，所述單流閥8上端可通過旁通閥9與鉆具相接，所述下接頭I可與鉆頭噴嘴相接；如圖4所示，所述芯軸2的外側(cè)設(shè)有花鍵，能夠與所述花鍵接頭3內(nèi)側(cè)的鍵槽卡接，以將井口的鉆具的扭矩傳遞給所述下接頭I所接的鉆頭。
[0034]平常使用的時(shí)候，所述鉆具內(nèi)的高壓泥漿經(jīng)旁通閥9后，壓縮所述單流閥8內(nèi)的壓縮彈簧，然后經(jīng)過所述單流閥8進(jìn)入上接頭7內(nèi)部，接著通過所述空心活塞5、空心芯軸2以及下接頭I的內(nèi)部，從所述噴嘴中高速噴出，以向下鉆進(jìn)。
[0035]在需要增加噴射壓力的時(shí)候，將地面上的鉆柱的重量加壓到所述鉆具上，所述鉆具則通過所述旁通閥9以及單流閥8加壓至所述上接頭7，所述上接頭7再帶動(dòng)所述外筒4相對(duì)所述芯軸2下移，使得所述活塞5與所述上接頭7之間的距離急速縮小，故使得所述芯軸2內(nèi)的泥漿被急劇壓縮，從而在所述噴嘴處以更大的流速噴出，達(dá)到加壓效果。
[0036]其中，由于所述上接頭7上接有單流閥8，在上述加壓過程中，所述單流閥8封閉，所述芯軸2內(nèi)被急劇壓縮的泥漿無法從所述上接頭7中向上回流，保證了加壓效果。
[0037]另外，在加壓過程中，所述旁通閥9內(nèi)的壓縮彈簧被壓縮，使得所述旁通閥9側(cè)壁上開設(shè)的溢流孔與所述鉆具相通，因此，可在上述加壓過程中，保證鉆具內(nèi)外的壓力平衡，防止地面上的壓力泵等器件由于泥漿被單流閥8封閉而過壓損壞，另外，在地面設(shè)備上另有安全放壓裝置，也可防止鉆具內(nèi)的泥漿壓力升高。
[0038]可見，本發(fā)明能夠?qū)@柱重量轉(zhuǎn)化為泵壓，使原有循環(huán)流體的壓力在流出鉆頭噴嘴前成倍的增加壓力，加速破壞地層，提高鉆井機(jī)械速度。
[0039]上述加壓力量是由鉆柱重量提供，鉆柱重量可在地面上掌控，因此，本發(fā)明非常容易實(shí)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0040]1、適應(yīng)各種類型的鉆機(jī)、不同井徑大小、井深井淺、鉆頭型號(hào)、地層變化；
[0041]2、是額外增加能量把鉆壓轉(zhuǎn)化為泵壓，增加噴射壓力，提高對(duì)地層的破碎能量；
[0042]3、控制鉆具下放速度，可控制噴射壓力的變化，適應(yīng)不同的地層；
[0043]4、在活塞5的上端裝有彈簧6，當(dāng)外筒4下壓到底位時(shí)，彈簧6能起減震效果，并能防止活塞5同外筒4的硬沖擊現(xiàn)象；
[0044]5、投入少，效益好，可提高機(jī)械鉆速?gòu)V2倍，井井都可以使用，無需增加壓力泵的功率，無需強(qiáng)化地面設(shè)備耐壓能力；
[0045]6、只增加井底噴射壓力，工具以上均不受高壓影響，保護(hù)鉆具，地面設(shè)備及人員安全性提高。
【權(quán)利要求】
1.一種井底增壓器，其特征在于，至少包括: 單流閥，用于與壓力流體相接； 上接頭，其連接于所述單流閥下端； 外筒，其固定連接在所述上接頭下端； 芯軸，其穿設(shè)在所述外筒內(nèi)，其上端通過空心的活塞與所述外筒內(nèi)壁滑動(dòng)連接； 下接頭，其與所述芯軸下端連接，用于連接噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底增壓器，其特征在于:所述單流閥上端連接有旁通閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井底增壓器，其特征在于:所述旁通閥與鉆具相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底增壓器，其特征在于:在所述外筒下端固定連接有花鍵接頭，所述芯軸的外側(cè)設(shè)有凸筋，能夠與所述花鍵接頭內(nèi)側(cè)的鍵槽卡接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底增壓器，其特征在于:在所述外筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述彈簧位于所述上接頭與所述活塞之間。
6.一種井底增壓方法，使用如權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的井底增壓器，其特征在于:將鉆柱的重量加壓到活塞上，所述鉆具通過所述單流閥加壓至所述上接頭，所述上接頭帶動(dòng)所述外筒相對(duì)所述芯軸下移，使得所述活塞與所述上接頭之間的距離縮小，所述芯軸內(nèi)的泥漿因而被壓縮，從而在所述噴嘴處以并常規(guī)狀態(tài)更大的流速噴出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井底增壓方法，其特征在于:所述空心活塞與所述外筒內(nèi)壁的滑動(dòng)行程為3-5米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井底增壓方法，其特征在于:在加壓過程中，所述單流閥封閉，所述芯軸內(nèi)被壓縮的泥漿無法從所述上接頭中向上回流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井底增壓方法，其特征在于:所述單流閥上端連接有旁通閥；在加壓過程中，所述旁通閥內(nèi)的彈簧被壓縮，使得所述旁通閥側(cè)壁上開設(shè)的溢流孔與所述鉆具相通，保證鉆具內(nèi)外的壓力平衡。
【文檔編號(hào)】E21B7/18GK103993833SQ201310052907
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月18日
【發(fā)明者】杜曉瑞 申請(qǐng)人:杜曉瑞