一種適用于粒子鉆井的雙注入泵連續(xù)注入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到油氣鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于粒子鉆井的雙注入泵連續(xù)注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常規(guī)的鉆井技術(shù)是利用井底鉆頭的鉆壓和旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械破巖，達(dá)到鉆進(jìn)的目的，這種方式在遇到深部硬地層和強(qiáng)研磨地層時(shí)，僅依靠鉆頭的機(jī)械作用進(jìn)行破巖，泥漿的作用只是攜帶巖肩，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水力加機(jī)械的聯(lián)合破巖效果，存在鉆速慢、周期長(zhǎng)、成本高的冋題。
[0003]近年來(lái)，粒子沖擊鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)革命性的提速技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用；粒子沖擊鉆井是一種通過(guò)將直徑1-3毫米的球形鋼粒注入井底，以輔助破碎深部硬地層和強(qiáng)研磨地層的鉆井技術(shù)。粒子沖擊鉆井效果的好壞，其中一個(gè)關(guān)鍵因子便是粒子注入裝置，現(xiàn)有技術(shù)的粒子注入裝置通常采用單高壓罐式注入結(jié)構(gòu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)粒子連續(xù)注入；且高壓罐質(zhì)量和體積較大，運(yùn)輸不方便，高壓區(qū)覆蓋面廣，安全風(fēng)險(xiǎn)高；此外，還存在地面單位面積承壓大，需通過(guò)水泥固化加強(qiáng)地基，耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高的問(wèn)題。因此亟需研制一種可實(shí)現(xiàn)粒子連續(xù)注入，且運(yùn)輸方便、安全性高的注入裝置，以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)需求。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN 203742449U，公開(kāi)日為2014年07月30日的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種粒子立式注入裝置，其特征在于:包括高壓容器，高壓容器的上部設(shè)置進(jìn)料管，底部設(shè)置出料管，出料管上設(shè)置傾斜出口，高壓容器內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置螺旋齒，旋轉(zhuǎn)軸和高壓容器的頂部和底部之間分別設(shè)置上密封體和下密封體，上密封體和旋轉(zhuǎn)軸之間、下密封體和旋轉(zhuǎn)軸之間均設(shè)置軸承，上下端的軸承外側(cè)分別設(shè)置上端蓋和下端蓋，上端蓋上軸向設(shè)置泄壓孔，旋轉(zhuǎn)軸底部通過(guò)聯(lián)軸器連接電機(jī)，電機(jī)通過(guò)支撐筋固定在支腿上，高壓容器固定在支腿上，傾斜出口連接高壓液動(dòng)閥，高壓液動(dòng)閥連接高壓三通。
[0005]該專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的粒子立式注入裝置，雖然可使粒子均勻下落，避免粒子在高壓容器底部堆積，但是，無(wú)法實(shí)現(xiàn)粒子連續(xù)注入，鉆井速度相當(dāng)有限；采用的高壓容器質(zhì)量和體積較大，造成地面單位面積承壓大，需通過(guò)水泥固化加強(qiáng)地基，耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高。
[0006]公開(kāi)號(hào)為CN 103195363A，公開(kāi)日為2013年07月10日的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種負(fù)壓射流式粒子沖擊鉆井注入裝置，包括高壓粒子注入罐，高壓粒子注入罐頂部設(shè)置進(jìn)料口，底部設(shè)置出料口，其特征在于:進(jìn)料口一側(cè)安裝平衡壓力射流管，平衡壓力射流管一端設(shè)置射流防堵噴頭，另一端置于主管匯頂部，射流防堵噴頭位于高壓粒子注入罐底部，出料口底部設(shè)置負(fù)壓粒子注入管，負(fù)壓粒子注入管一端設(shè)置噴嘴，噴嘴連通主管匯，主管匯底部設(shè)置調(diào)節(jié)管，調(diào)節(jié)管末端連通負(fù)壓粒子注入管出口，調(diào)節(jié)管內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)閥。
[0007]該專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的負(fù)壓射流式粒子沖擊鉆井注入裝置，采用自旋轉(zhuǎn)式射流防堵噴頭，對(duì)高壓粒子注入罐出料口實(shí)現(xiàn)全方位、多角度攪動(dòng)，能夠解決高壓粒子注入罐底部堵塞問(wèn)題，但是，該裝置同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)粒子連續(xù)注入，鉆井速度受到限制；而且采用的高壓粒子注入罐質(zhì)量和體積較大，安裝和運(yùn)輸都較為不便。
[0008]公開(kāi)號(hào)為CN 102619468A，公開(kāi)日為2012年08月01日的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種粒子沖擊鉆井注入裝置，包括地面高壓主管線、分流管線、分流管線控制閥、鋼粒儲(chǔ)存罐、液動(dòng)(或手動(dòng))加料閥、儲(chǔ)存罐泄壓管線、儲(chǔ)存罐泄壓控制閥、鋼粒、螺旋推進(jìn)機(jī)、鋼粒注入控制閥及限流裝置，其特征在于:所述的限流裝置設(shè)置在分流管線之后，分流管線控制閥設(shè)置在地面高壓主管線和鋼粒儲(chǔ)存罐之間，儲(chǔ)存罐泄壓控制閥在鋼粒儲(chǔ)存罐與鉆井液池之間，所述的螺旋推進(jìn)機(jī)位于鋼粒儲(chǔ)存罐之下，鋼粒注入控制閥位于螺旋推進(jìn)機(jī)與地面高壓主管線之間。
[0009]該專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的粒子沖擊鉆井注入裝置，采用左、右兩套完全相同、各自獨(dú)立的注入裝置，通過(guò)交替重復(fù)使用，雖然也實(shí)現(xiàn)了粒子連續(xù)注入，但是大大增加了高壓區(qū)的覆蓋面，增大了安全風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于粒子鉆井的雙注入泵連續(xù)注入裝置，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)添注和壓縮沖程的交替有序進(jìn)行，保證了井內(nèi)粒子注入的連續(xù)性，有效提高了粒子沖擊鉆井的工作效率，且高壓區(qū)覆蓋范圍小，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種適用于粒子鉆井的雙注入泵連續(xù)注入裝置，包括渣漿泵和螺桿輸送機(jī)，其特征在于:還包括通過(guò)高壓管線與鉆井立管連接的粒子混合料斗，所述粒子混合料斗內(nèi)設(shè)置有換向管，換向管上連接有驅(qū)動(dòng)換向管左右擺動(dòng)的擺動(dòng)液壓缸，所述粒子混合料斗上連接有第一輸送缸和第二輸送缸，所述第一輸送缸內(nèi)設(shè)置有第一活塞，第二輸送缸內(nèi)設(shè)置有第二活塞，所述第一活塞通過(guò)第一活塞桿連接在第一液壓缸上，第二活塞通過(guò)第二活塞桿連接在第二液壓缸上，所述換向管一端與高壓管線連通，另一端與第一輸送缸或第二輸送缸連通，所述渣漿泵通過(guò)第一管道與粒子混合料斗連通，螺桿輸送機(jī)通過(guò)第二管道與粒子混合料斗連通。
[0012]還包括旋轉(zhuǎn)軸，所述擺動(dòng)液壓缸包括缸體、活塞、活塞桿、擺桿和連接在擺桿上的花鍵，活塞通過(guò)活塞桿與擺桿連接，花鍵通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與換向管連接。
[0013]所述粒子混合料斗內(nèi)設(shè)置有螺旋式攪拌器，螺旋式攪拌器由螺旋攪拌棒和驅(qū)動(dòng)螺旋攪拌棒轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌電機(jī)構(gòu)成，螺旋攪拌棒位于粒子混合料斗內(nèi)，攪拌電機(jī)位于粒子混合料斗外。
[0014]所述高壓管線上連接有箭型止回閥。
[0015]所述第一液壓缸和第二液壓缸均為雙桿液壓缸。
[0016]所述換向管內(nèi)連接有兩個(gè)密封圈，兩個(gè)密封圈分別位于換向管的兩端。
[0017]所述螺旋攪拌棒上設(shè)置有攪拌葉片，攪拌葉片與螺旋攪拌棒滑動(dòng)連接。
[0018]所述換向管的橫截面呈“ S ”型。
[0019]本發(fā)明的工作原理如下:
在粒子沖擊鉆井過(guò)程中，首先螺桿輸送機(jī)將粒子鉆井回收裝置中分離儲(chǔ)存的粒子通過(guò)第二管道添注至粒子混合料斗內(nèi)，并通過(guò)調(diào)整螺桿輸送機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)控制粒子的添注速度，并通過(guò)渣漿泵向粒子混合料斗內(nèi)泵送泥漿，并維持粒子混合料斗內(nèi)粒子、泥漿混合物占粒子混合料斗容積的1/2-2/3之間；其次，打開(kāi)螺旋式攪拌器，攪拌電機(jī)帶動(dòng)螺旋攪拌棒不斷攪動(dòng)，充分混合泥漿和粒子，以保證粒子注入井內(nèi)的均勻性。最后，當(dāng)粒子混合料斗內(nèi)粒子、泥漿混合物達(dá)到其容積的1/2時(shí)，啟動(dòng)第一液壓缸和第二液壓缸，第一液壓缸驅(qū)動(dòng)第一活塞桿收縮第一活塞進(jìn)入添注沖程，同時(shí)擺動(dòng)液壓缸啟動(dòng)，擺動(dòng)換向管到第二輸送缸處，使換向管迅速與第二輸送缸連通，粒子混合料斗內(nèi)的粒子、泥漿混合物便添注入第一輸送缸內(nèi)；與此同時(shí)，第二液壓缸驅(qū)動(dòng)第二活塞桿推動(dòng)第二活塞進(jìn)入壓縮沖程，擠壓來(lái)自粒子混合料斗并儲(chǔ)存在第二輸送缸內(nèi)的粒子、泥漿混合物，粒子、泥漿混合物通過(guò)換向管注入高壓管線內(nèi)，并最終進(jìn)入井內(nèi)循環(huán)；當(dāng)?shù)诙钊\(yùn)動(dòng)至極限位置，壓縮沖程結(jié)束，第二液壓缸驅(qū)動(dòng)第二活塞桿收縮第二活塞進(jìn)入添注沖程，擺動(dòng)液壓缸再將換向管擺動(dòng)到第一輸送缸處，并與第一輸送缸連通，第一液壓缸驅(qū)動(dòng)第一活塞桿推動(dòng)第一活塞由添注沖程轉(zhuǎn)為壓縮沖程，將第一輸送缸內(nèi)的粒子、泥漿混合物通過(guò)換向管注入高壓管線內(nèi)，并最終進(jìn)入井內(nèi)循環(huán)，自此實(shí)現(xiàn)了第一輸送缸和第二輸送缸的交替運(yùn)行，使粒子能夠被連續(xù)注入井內(nèi)。
[0020]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、本發(fā)明中，粒子混合料斗內(nèi)設(shè)置有換向管，換向管上連接有