[发明专利]一种定向钻穿泥浆循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及泥浆循环系统领域，更具体地说是一种定向钻穿泥浆循环系统。

背景技术

泥浆循环系统是钻井设备必不可少的重要组成部分，它是在油井、水井钻探作业中，通过动力机组输入动力驱动钻井泵，将钻井液泵送经过地面高压管汇，流经立管、水龙带、水龙头、钻杆、钻头等达到井底，携带井底钻碎的岩屑流经钻杆与井壁的环形空间返回到地面。钻井液经净化处理后又重新泵送到井底反复循环，为钻头在井底创造良好的工作环境。现有技术的泥浆循环系统均采用往复式活塞泵作为钻井泵，如《钻井技术手册》(五)(石油工业出版社)第八章、《石油钻采机械》(石油工业出版社)第七章均指出钻井泵用于钻井泥浆循环时采用的基本形式是往复式活塞泵。往复式活塞泵相对于其它加压泵的特点是压力大、排量小，因此现有技术的泥浆循环系统通常采用两台或两台以上往复式活塞泵并联使用，来满足油井、水井泥浆循环中泥浆排量的要求。动力采用发动机通过机械传动带动往复式活塞泵主轴旋转。

现有技术的泥浆循环系统在常规井眼[井眼直径17.78～33.02厘米(7～13英寸)]或小井眼[井眼直径17.78厘米(7英寸)以下]钻探的泥浆循环中即输送高压力、小排量泥浆循环中应用效果较好，但应用在大井眼[井眼直径33.02厘米(13英寸)以上]钻探的泥浆循环时，由于排量大，需多台往复式活塞泵并联使用，造成机构复杂、安装布局困难。另外，该泥浆循环系统中动力传递采用发动机通过机械传动带动往复式活塞泵主轴旋转，往复式活塞泵排量调整通过更换不同直径的缸套来实现，操作复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种即可实现高压、小排量油井、水井的泥浆循环作业，又可实现低压、大排量泥浆循环作业，且使用设备少，并且能方便的调整钻井泵排量的定向钻穿泥浆循环系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种定向钻穿泥浆循环系统，由动力传动装置、循环回路组成，循环回路由钻井泵、泥浆池、主管线、立管、水龙带、水龙头、钻杆、钻头及管路附件、阀门构成，所述的循环回 路的钻井泵采用一台往复式活塞泵和一台离心泵配置，往复式活塞泵和离心泵在泥浆池和主管线之间通过管线、阀门、阀门、管件并联连接，主管线上安装阀门，所述的动力传动装置是发动机带动一个带泵箱，带泵箱带动液压泵和液压泵，液压泵和液压泵分别驱动液压马达和液压马达，液压马达和液压马达通过机械传动连接分别驱动往复式活塞泵和离心泵。

进一步地，所述的泥浆循环系统还包括一条连接在主管线和泥浆池之间的回流管线和连接在主管线上的一条灌浆管线，回流管线和灌浆管线上分别安装有阀门、阀门。

本发明由于采用一台离心泵和一台往复式活塞泵并联配置或两台离心泵串联或并联配置，能满足各种油井、水井的泥浆循环作业，特别是不需使用多台钻井泵工作就能解决大井眼井钻探中的低压、大排量泥浆循环问题，简化了泥浆循环系统，采用液压马达驱动往复式活塞泵、离心泵，方便了泥浆循环排量的调节。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例一的泥浆循环系统原理图

图2是实施例二的泥浆循环系统原理图

图3是实施例一中液压马达驱动往复式活塞泵传动示意图

图4是实施例一或实施例二中液压马达驱动离心泵传动示意图

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，离心泵2、往复式活塞泵1分别通过阀门3、阀门4、管线、管件等连接在泥浆池5和主管线6之间，形成并联连接，主管线6上安装阀门7，主管线6和泥浆池5之间还连接一根回流管线8，主管线6上连接一根灌浆管线9，回流管线8、灌浆管线9上分别安装阀门10、阀门11，主管线6与泥浆立管12、水龙带13、水龙头14依次相连，水龙头14流出的泥浆通过钻杆15、钻头16注入井内。

工作过程：

当泥浆循环系统应用于常规井眼或小井眼油、水井钻探时，由于要求流量小、压力大的泥浆循环，这时往复式活塞泵1工作，离心泵2不工作。阀门3、阀门10、阀门11关闭，阀门4、阀门7打开，启动往复式活塞泵1，泥浆从泥浆池5经过滤器18被活塞泵1吸入经加 压后依次经主管线6、立管12、水龙带13、水龙头14至钻杆15、钻头16注入井内，注入井内的泥浆在井压的作用下从井底向井口翻出流入泥浆池5，形成泥浆循环。