活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，屬于石油鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]粒子沖擊鉆井技術(shù)是提高深井、超深井及硬地層鉆井速度的有效途徑之一，粒子注入裝置是將鋼質(zhì)粒子以一定的速率，連續(xù)地注入到高壓鉆井液中，是粒子沖擊鉆井技術(shù)實現(xiàn)的如提和關(guān)鍵。
[0003]目前，國內(nèi)外已有的粒子注入裝置尚不能真正的實現(xiàn)粒子的穩(wěn)定、均勻、連續(xù)注入。負(fù)壓引射式粒子注入系統(tǒng)存在壓力不穩(wěn)定、注入不均勻等缺點；螺旋擠壓式粒子注入系統(tǒng)密封性較差，且磨損嚴(yán)重，因而限制了其推廣應(yīng)用；旋葉式粒子注入系統(tǒng)存在旋葉易損壞、發(fā)熱較多等缺點。上述局面嚴(yán)重制約了粒子沖擊鉆井技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，粒子注入裝置存在的冋題急需解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)合理、使用安全可靠，真正實現(xiàn)粒子連續(xù)注入的目的的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，包括曲柄連桿裝置、活塞裝置、動力裝置和入料裝置，曲柄連桿裝置包括曲柄和轉(zhuǎn)軸，曲柄一端套裝在轉(zhuǎn)軸上，另一端連接活塞裝置，轉(zhuǎn)軸連接動力裝置，活塞裝置包括活塞缸，活塞缸內(nèi)設(shè)置活塞，活塞連接活塞桿，活塞桿連接曲柄，活塞缸末端連接入料裝置，入料裝置與鉆井液高壓主管匯連通。
[0006]粒子與鉆井液的混漿加入到入料裝置，粒子被活塞吸入到活塞缸中，當(dāng)活塞完成回收運動之后，在曲柄旋轉(zhuǎn)的帶動下做推進(jìn)運動，從而將粒子注入到鉆井液高壓主管匯。本系統(tǒng)可采用兩套曲柄連桿裝置和活塞裝置，兩套裝置同時運行，交替工作，即一套裝置吸收粒子的同時，另一套裝置注入粒子，吸收完粒子后立刻注入粒子，另一套裝置注入粒子結(jié)束后立刻吸收粒子，從而實現(xiàn)粒子注入的連續(xù)性。
[0007]轉(zhuǎn)軸與動力裝置連接，從而獲得動力并通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動曲柄旋轉(zhuǎn)；所述的曲柄通過旋轉(zhuǎn)帶動活塞桿做往復(fù)運動；活塞缸是在粒子的吸入和注入過程中儲存粒子的裝置；所述的活塞是注入粒子的最直接裝置，活塞在活塞桿的帶動下做往復(fù)直線運動，從而將粒子從入料裝置中吸入到活塞缸，并注入到鉆井液高壓主管匯中。
[0008]所述的入料裝置包括料斗，料斗底部設(shè)置粒子管匯，粒子管匯上通過連接管分別連通常壓管匯，常壓管匯一端分別與活塞缸連通，另一端分別與鉆井液高壓主管匯連通，粒子管匯底部為粒子排放口。
[0009]所述的鉆井液高壓主管匯上設(shè)置第一截止閥和第二截止閥，連接管上設(shè)置第三截止閥，常壓管匯上設(shè)置第一單向閥和第二單向閥，第一截止閥位于連接管和料斗之間，第二截止閥位于連接管下方，第三截止閥位于粒子管匯和常壓管匯之間，第一單向閥位于活塞缸與連接管之間，第二單向閥位于連接管與鉆井液高壓主管匯之間。截止閥通過自身的開啟和關(guān)閉控制鉆井液和粒子的流動；所述的單向閥控制鉆井液和粒子流動的方向，防止粒子發(fā)生回流。
[0010]所述的鉆井液高壓主管匯的入口端連接鉆井液栗，鉆井液栗連接鉆井液池。
[0011]所述的動力裝置設(shè)置為電機，電機與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置減速箱。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]采用兩套相同的曲柄連桿裝置和活塞裝置，兩套裝置同時運行，交替工作，在不改變高壓主管匯壓力的條件下，管匯中始終保持有固定濃度的粒子，真正的實現(xiàn)粒子連續(xù)注入，可長時間連續(xù)工作，提高工作效率；同時，該系統(tǒng)也減少了高壓作業(yè)區(qū)的范圍。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是曲柄連桿裝置和活塞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是活塞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是入料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、電機2、鉆井液池3、鉆井液栗4、料斗5、支架6、粒子管匯7、鉆井液高壓主管匯8、活塞缸9、曲柄10、轉(zhuǎn)軸11、減速箱12、活塞桿13、活塞14、第一截止閥15、第二單向閥16、第二截止閥17、第一單向閥18、第三截止閥19、連接管20、常壓管匯。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0020]如圖1?圖4所示，本發(fā)明所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，包括曲柄連桿裝置、活塞裝置、動力裝置和入料裝置，曲柄連桿裝置包括曲柄9和轉(zhuǎn)軸10，曲柄9 一端套裝在轉(zhuǎn)軸10上，另一端連接活塞裝置，轉(zhuǎn)軸10連接動力裝置，活塞裝置包括活塞缸8，活塞缸8內(nèi)設(shè)置活塞13，活塞13連接活塞桿12，活塞桿12連接曲柄9，活塞缸8末端連接入料裝置，入料裝置與鉆井液高壓主管匯7連通。入料裝置包括料斗4，料斗4通過支架5支撐，料斗4底部設(shè)置粒子管匯6，粒子管匯6上通過連接管19分別連通常壓管匯20，常壓管匯20 —端分別與活塞缸8連通，另一端分別與鉆井液高壓主管匯7連通，粒子管匯6底部為粒子排放口。鉆井液高壓主管匯7上設(shè)置第一截止閥14和第二截止閥16，連接管19上設(shè)置第三截止閥18，常壓管匯20上設(shè)置第一單向閥17和第二單向閥15，第一截止閥14位于連接管19和料斗4之間，第二截止閥16位于連接管19下方，第三截止閥18位于粒子管匯6和常壓管匯20之間，第一單向閥17位于活塞缸8與連接管19之間，第二單向閥15位于連接管19與鉆井液高壓主管匯7之間。鉆井液高壓主管匯7的入口端連接鉆井液栗3，鉆井液栗3連接鉆井液池2。動力裝置設(shè)置為電機1，電機1與轉(zhuǎn)軸10之間設(shè)置減速箱11。
[0021]粒子與鉆井液的混漿加入到入料裝置，粒子被活塞13吸入到活塞缸8中，當(dāng)活塞13完成回收運動之后，在曲柄9旋轉(zhuǎn)的帶動下做推進(jìn)運動，從而將粒子注入到鉆井液高壓主管匯7。本系統(tǒng)可采用兩套曲柄連桿裝置和活塞裝置，兩套裝置同時運行，交替工作，即一套裝置吸收粒子的同時，另一套裝置注入粒子，吸收完粒子后立刻注入粒子，另一套裝置注入粒子結(jié)束后立刻吸收粒子，從而實現(xiàn)粒子注入的連續(xù)性。
[0022]具體的操作步驟是:
[0023]第一步:將粒子加入到料斗4中，備用；
[0024]第二步:開啟鉆井液栗3，將鉆井液池2中的鉆井液輸送到鉆井液高壓主管匯7中，使壓力穩(wěn)定；
[0025]第三步:當(dāng)鉆井液高壓主管匯7壓力穩(wěn)定之后，開啟第一截止閥14、第三截止閥18，使粒子從料斗4中分別流經(jīng)第一單向閥17進(jìn)入常壓管匯20 ;
[0026]第四步:開啟電機1，通過轉(zhuǎn)軸10帶動曲柄9做旋轉(zhuǎn)運動，剛開始工作時，曲柄9通過活塞桿12帶動活塞13做回收運動，吸入粒子；曲柄9通過活塞桿12帶動活塞13做推進(jìn)運動注入粒子；兩套裝置完成各自的吸收和注入交替工作，實現(xiàn)連續(xù)注入；
[0027]通過上述4個流程，便可實現(xiàn)連續(xù)、均勻地將粒子注入到鉆井液高壓主管匯7中，注入井筒。
【主權(quán)項】
1.一種活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，其特征在于:包括曲柄連桿裝置、活塞裝置、動力裝置和入料裝置，曲柄連桿裝置包括曲柄(9)和轉(zhuǎn)軸(10)，曲柄(9) 一端套裝在轉(zhuǎn)軸(10)上，另一端連接活塞裝置，轉(zhuǎn)軸(10)連接動力裝置，活塞裝置包括活塞缸(8)，活塞缸(8)內(nèi)設(shè)置活塞(13)，活塞(13)連接活塞桿(12)，活塞桿(12)連接曲柄(9)，活塞缸⑶末端連接入料裝置，入料裝置與鉆井液高壓主管匯(7)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，其特征在于:入料裝置包括料斗(4)，料斗(4)底部設(shè)置粒子管匯￠)，粒子管匯(6)上通過連接管(19)分別連通常壓管匯(20)，常壓管匯(20) —端分別與活塞缸(8)連通，另一端分別與鉆井液高壓主管匯(7)連通，粒子管匯(6)底部為粒子排放口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，其特征在于:鉆井液高壓主管匯(7)上設(shè)置第一截止閥(14)和第二截止閥(16)，連接管(19)上設(shè)置第三截止閥(18)，常壓管匯(20)上設(shè)置第一單向閥(17)和第二單向閥(15)，第一截止閥(14)位于連接管(19)和料斗(4)之間，第二截止閥(16)位于連接管(19)下方，第三截止閥(18)位于粒子管匯(6)和常壓管匯(20)之間，第一單向閥(17)位于活塞缸(8)與連接管(19)之間，第二單向閥(15)位于連接管(19)與鉆井液高壓主管匯(7)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，其特征在于:鉆井液高壓主管匯(7)的入口端設(shè)有鉆井液栗(3)，鉆井液栗(3)連接鉆井液池(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，其特征在于:動力裝置設(shè)置為電機(1)，電機(1)與轉(zhuǎn)軸(10)之間設(shè)置減速箱(11)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種活塞式粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，包括曲柄連桿裝置、活塞裝置、動力裝置和入料裝置，曲柄連桿裝置包括曲柄和轉(zhuǎn)軸，曲柄一端套裝在轉(zhuǎn)軸上，另一端連接活塞裝置，轉(zhuǎn)軸連接動力裝置，活塞裝置包括活塞缸，活塞缸內(nèi)設(shè)置活塞，活塞連接活塞桿，活塞桿連接曲柄，活塞缸末端連接入料裝置，入料裝置與鉆井液高壓主管匯連通。本發(fā)明采用兩套相同的曲柄連桿裝置和活塞裝置，兩套裝置同時運行，交替工作，在不改變高壓主管匯壓力的條件下，管匯中始終保持有固定濃度的粒子，真正的實現(xiàn)粒子連續(xù)注入，可長時間連續(xù)工作，提高工作效率；同時，該系統(tǒng)也減少了高壓作業(yè)區(qū)的范圍。
【IPC分類】E21B7/16
【公開號】CN105239927
【申請?zhí)枴緾N201510712264
【發(fā)明人】王瑞和, 鄭飛, 王方祥
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月28日