本實(shí)用新型涉及一種鉆井設(shè)備，尤其是一種可實(shí)現(xiàn)在拆卸和接裝鉆桿過程中鉆井液不間斷循環(huán)的井口設(shè)備。

背景技術(shù)：

鉆桿拆卸和接裝是鉆井過程中必不可少的操作步驟，為了避免鉆桿拆卸和接裝時(shí)鉆井液循環(huán)中斷、防止因泥漿靜置造成沉砂過多而形成卡鉆問題，一般采用以下兩種處理方法，一種是通過液壓井口自封裝置、連續(xù)循環(huán)閥和流程調(diào)控閥相互配合，實(shí)現(xiàn)泥漿連續(xù)循環(huán)作業(yè)，但是該處理方法需要在每兩根鉆桿之間連接一個(gè)連續(xù)循環(huán)閥，存在上提和下鉆操作程序繁雜、作業(yè)時(shí)間延長的問題；另外一種是由頂驅(qū)、密封機(jī)構(gòu)、液壓大鉗和泥漿傳輸管線組成鉆井液不間斷循環(huán)系統(tǒng)，由于該處理方法需將液壓大鉗安裝于密封機(jī)構(gòu)之間，造成設(shè)備結(jié)構(gòu)臃腫，在扭矩調(diào)整過程中需不斷地卸扣、上提下放，操作極為不便，嚴(yán)重影響了作業(yè)進(jìn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其目的在于：通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)鉆桿拆卸和接裝過程中泥漿不間斷循環(huán)，以防止泥漿靜置、性能變差或沉砂過多形成卡鉆的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，布置在井架平臺(tái)的井口上方，包括背鉗、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)和傳扭動(dòng)力卡瓦；所述背鉗安裝在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)上方，用于在起下鉆過程中夾持上卸扣鉆具；所述自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)設(shè)有半封閘板防噴器、全封閘板防噴器和泥漿旁通管路，所述半封閘板防噴器數(shù)量為兩組，其中一組布置在全封閘板防噴器上方，另一組布置在全封閘板防噴器下方，全封閘板防噴器與上下兩組半封閘板防噴器以串聯(lián)方式裝配，全封閘板防噴器與上下兩組半封閘板防噴器的內(nèi)腔形成軸向貫通的鉆桿通道，所述泥漿旁通管路布置在全封閘板防噴器與下面一組半封閘板防噴器之間，其出液口與鉆桿通道連通；所述傳扭動(dòng)力卡瓦布置在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)下方，用于在起下鉆過程中卡住下部鉆桿。

上述鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，所述全封閘板防噴器設(shè)置兩個(gè)半圓形閘板，兩個(gè)半圓型閘板處于閉合狀態(tài)時(shí)，軸向貫通的鉆桿通道被閘板密封截?cái)唷?br />
上述鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，所述半封閘板防噴器設(shè)置兩個(gè)半圓環(huán)型閘板，兩個(gè)半圓環(huán)型閘板處于閉合狀態(tài)時(shí)，在閘板中心部位形成與鉆桿橫截面尺寸相匹配的圓孔。

上述鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，在所述泥漿旁通管路上設(shè)有閥門。

本實(shí)用新型為一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其工作原理為：鉆井設(shè)備正常鉆進(jìn)時(shí)，背鉗、全封閘板防噴器、上下兩組半封閘板防噴器及傳扭動(dòng)力卡瓦均處于打開狀態(tài)，泥漿旁通管路上閥門關(guān)閉，鉆井液由頂驅(qū)泵入鉆桿進(jìn)行循環(huán)。在遇到ecd敏感地層起鉆過程中，當(dāng)上、下鉆桿單根接頭處于下部半封閘板防噴器與全封閘板防噴器之間的位置時(shí)，通過傳扭動(dòng)力卡瓦卡住下部鉆桿，此時(shí)全封閘板防噴器處于打開狀態(tài)，上下兩組半封閘板防噴器處于閉合狀態(tài)，泥漿旁通管路上閥門關(guān)閉，鉆井液仍由頂驅(qū)泵入鉆桿進(jìn)行循環(huán)；然后頂驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)卸開上、下鉆桿單根接頭，此時(shí)鉆井液繼續(xù)由頂驅(qū)泵入鉆桿，同時(shí)泥漿旁通管路上閥門打開，由泥漿旁通管路泵入鉆井液；待上、下鉆桿單根接頭卸開后，停止由頂驅(qū)泵入鉆井液，頂驅(qū)帶動(dòng)上部鉆桿接頭進(jìn)入全封閘板防噴器與其上方半封閘板防噴器之間的位置，此時(shí)全封閘板防噴器關(guān)閉，全封閘板防噴器與其下方半封閘板防噴器之間的鉆桿通道形成密閉空腔，泥漿旁通管路向密閉空腔中泵入的鉆井液進(jìn)入下部鉆桿，再由下部鉆桿進(jìn)入鉆井液循環(huán)系統(tǒng)；然后，全封閘板防噴器上方的半封閘板防噴器打開，再由背鉗夾持上部鉆桿進(jìn)行松扣作業(yè)，泥漿旁通管路繼續(xù)向密閉空腔中泵入的鉆井液，鉆井液由下部鉆桿進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。由此可見，本實(shí)用新型通過背鉗、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)和傳扭動(dòng)力卡瓦的配合，實(shí)現(xiàn)了鉆井中拆卸、接裝單根時(shí)泥漿不間斷循環(huán)，有效地避免了因泥漿靜置、沉砂過多導(dǎo)致的卡鉆問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中b-b剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型在鉆進(jìn)設(shè)備正常鉆進(jìn)工況示意圖；

圖5至圖8是本實(shí)用新型配合ecd敏感地層起鉆過程示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)清單為：

1、背鉗；

2、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)，2-1、半封閘板防噴器，2-1-1、半圓環(huán)型閘板，2-2、全封閘板防噴器，2-2-1、半圓形閘板，2-3、泥漿旁通管路，2-4、開關(guān)閘門；

3、傳扭動(dòng)力卡瓦；

4、鉆桿，4-1、鉆桿單根接頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

參看圖1，本實(shí)用新型為一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，它布置在井架平臺(tái)的井口上方，包括背鉗1、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2和傳扭動(dòng)力卡瓦3；所述背鉗1安裝在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2上方，用于在起下鉆過程中夾持上卸扣鉆具；所述自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2設(shè)有半封閘板防噴器2-1、全封閘板防噴器2-2和泥漿旁通管路2-3，所述半封閘板防噴器2-1數(shù)量為兩組，其中一組布置在全封閘板防噴器2-2上方，另一組布置在全封閘板防噴器2-2下方，全封閘板防噴器2-2與上下兩組半封閘板防噴器2-1以串聯(lián)方式裝配，全封閘板防噴器2-2與上下兩組半封閘板防噴器2-1的內(nèi)腔形成軸向貫通的鉆桿通道t，所述泥漿旁通管路2-3布置在全封閘板防噴器2-2與下面一組半封閘板防噴器2-1之間，其出液口與鉆桿通道t連通，在泥漿旁通管路2-3上設(shè)有閥門2-4；所述傳扭動(dòng)力卡瓦3布置在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2下方，用于在起下鉆過程中卡住下部鉆桿。

參看圖2，本實(shí)用新型所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2的全封閘板防噴器2-2設(shè)置兩個(gè)半圓形閘板2-2-1，在半圓型閘板2-2-1處于閉合狀態(tài)時(shí)，軸向貫通的鉆桿通道t被閘板密封截?cái)唷?br />
參看圖3，本實(shí)用新型所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)2的半封閘板防噴器2-1設(shè)置兩個(gè)半圓環(huán)型閘板2-1-1，半圓環(huán)型閘板2-1-1處于閉合狀態(tài)時(shí)，在閘板中心部位形成與鉆桿橫截面尺寸相匹配的圓孔。

參看圖4，本實(shí)用新型所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，在鉆井設(shè)備正常鉆進(jìn)時(shí)，背鉗1、全封閘板防噴器2-2、上下兩組半封閘板防噴器2-1及傳扭動(dòng)力卡瓦3均處于打開狀態(tài)，泥漿旁通管路2-3上閥門2-4關(guān)閉，鉆井液由頂驅(qū)泵入鉆桿4進(jìn)行循環(huán)。

參看圖5至圖8，本實(shí)用新型所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，在遇到ecd敏感地層起鉆過程中，當(dāng)上、下鉆桿單根接頭4-1處于下部半封閘板防噴器2-1與全封閘板防噴器2-2之間的位置時(shí)，通過傳扭動(dòng)力卡瓦3卡住下部鉆桿4，此時(shí)全封閘板防噴器2-2處于打開狀態(tài)，上下兩組半封閘板防噴器2-1處于閉合狀態(tài)，泥漿旁通管路2-3上閥門2-4關(guān)閉，鉆井液由頂驅(qū)泵入鉆桿4進(jìn)行循環(huán)（如附圖5所示）；然后頂驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)卸開上、下鉆桿單根接頭4-1，此時(shí)鉆井液繼續(xù)由頂驅(qū)泵入鉆桿4，同時(shí)泥漿旁通管路2-3上閥門2-4打開，由泥漿旁通管路2-3泵入鉆井液（如附圖6所示）；待上、下鉆桿單根接頭4-1卸開后，停止由頂驅(qū)泵入鉆井液，頂驅(qū)帶動(dòng)上部鉆桿接頭進(jìn)入全封閘板防噴器2-2與其上方半封閘板防噴器2-1之間的位置，此時(shí)全封閘板防噴器2-2關(guān)閉，全封閘板防噴器2-2與其下方半封閘板防噴器2-1之間的鉆桿通道形成密閉空腔，泥漿旁通管路2-3向密閉空腔中泵入的鉆井液進(jìn)入下部鉆桿，再由下部鉆桿進(jìn)入鉆井液循環(huán)系統(tǒng)（如附圖7所示）；然后，全封閘板防噴器上方的半封閘板防噴器2-1打開，由背鉗1夾持上部鉆桿進(jìn)行松扣作業(yè)，此時(shí)泥漿旁通管路2-3繼續(xù)向密閉空腔中泵入的鉆井液，鉆井液由下部鉆桿進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。（如附圖8所示）。

技術(shù)特征：

1.一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其特征是，它布置在井架平臺(tái)的井口上方，包括背鉗（1）、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)（2）和傳扭動(dòng)力卡瓦（3）；所述背鉗（1）安裝在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)（2）上方，用于在起下鉆過程中夾持上卸扣鉆具；所述自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)（2）設(shè)有半封閘板防噴器（2-1）、全封閘板防噴器（2-2）和泥漿旁通管路（2-3），所述半封閘板防噴器（2-1）數(shù)量為兩組，其中一組布置在全封閘板防噴器（2-2）上方，另一組布置在全封閘板防噴器（2-2）下方，全封閘板防噴器（2-2）與上下兩組半封閘板防噴器（2-1）以串聯(lián)方式裝配，全封閘板防噴器（2-2）與上下兩組半封閘板防噴器（2-1）的內(nèi)腔形成軸向貫通的鉆桿通道（t），所述泥漿旁通管路（2-3）布置在全封閘板防噴器（2-2）與下面一組半封閘板防噴器（2-1）之間，其出液口與鉆桿通道（t）連通；所述傳扭動(dòng)力卡瓦（3）布置在自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)（2）下方，用于在起下鉆過程中卡住下部鉆桿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其特征是，所述全封閘板防噴器（2-2）設(shè)置兩個(gè)半圓形閘板（2-2-1），兩個(gè)半圓形閘板（2-2-1）處于閉合狀態(tài)時(shí)，軸向貫通的鉆桿通道（t）被閘板密封截?cái)唷?br />
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其特征是，所述半封閘板防噴器（2-1）設(shè)置兩個(gè)半圓環(huán)型閘板（2-1-1），兩個(gè)半圓環(huán)型閘板（2-1-1）處于閉合狀態(tài)時(shí)，在閘板中心部位形成與鉆桿橫截面尺寸相匹配的圓孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，其特征是，在所述泥漿旁通管路（2-3）上設(shè)有閥門（2-4）。

技術(shù)總結(jié)

一種鉆井液不間斷循環(huán)井口設(shè)備，包括背鉗、自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)和傳扭動(dòng)力卡瓦；所述自動(dòng)泥漿切換系統(tǒng)設(shè)有半封閘板防噴器、全封閘板防噴器和泥漿旁通管路，所述半封閘板防噴器數(shù)量為兩組，其中一組布置在全封閘板防噴器上方，另一組布置在全封閘板防噴器下方，全封閘板防噴器與上下兩組半封閘板防噴器以串聯(lián)方式裝配，全封閘板防噴器與上下兩組半封閘板防噴器的內(nèi)腔形成軸向貫通的鉆桿通道，所述泥漿旁通管路布置在全封閘板防噴器與下面一組半封閘板防噴器之間，其出液口與鉆桿通道連通。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了鉆井過程中拆卸、接裝單根時(shí)泥漿不間斷循環(huán)，避免了因泥漿靜置、沉砂過多導(dǎo)致的卡鉆問題。

技術(shù)研發(fā)人員：秦如雷;馮起贈(zèng);和國磊;陳浩文;許本沖;宋志彬;劉曉林;劉家譽(yù);杜垚森;朱芝同;馬漢臣;王艷麗;楊澤英;王嘉瑞;殷國樂;齊立強(qiáng);王躍偉;王林清;張欣

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所

技術(shù)研發(fā)日：2020.06.17

技術(shù)公布日：2021.03.23