[发明专利]钻井液内进内出式石油钻井系统有效
申请号: | 201810169974.0 | 申请日: | 2018-03-01 |
公开(公告)号: | CN108316892B | 公开(公告)日: | 2020-04-10 |
发明(设计)人: | 李勇;孟尚志;吴鹏;王壮森 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学(北京) |
主分类号: | E21B43/00 | 分类号: | E21B43/00;E21B21/00;E21B21/06;E21B33/12 |
代理公司: | 郑州豫开专利代理事务所(普通合伙) 41131 | 代理人: | 朱俊峰 |
地址: | 100083 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 钻井 液内进内出式 石油 系统 | ||
1.钻井液内进内出式石油钻井系统,其特征在于:包括钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵、钻井液回收罐、井口防喷器、钻杆组件、地层密封筒和钻头;
钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵和钻井液回收罐均固定在地层表面,钻井井架上设置有动力驱动机构,钻井液进液罐、钻井液加压泵和钻杆组件的进液端通过管路沿钻井液的流动方向依次连接,钻杆组件的回液端、钻井液回收泵和钻井液回收罐通过管路沿钻井液的流动方向依次连接,钻井液进液罐和钻井液回收罐之间通过钻井液循环管线连接;
钻井井架的正下方的地层内由钻杆组件和钻头钻有井眼,井口防喷器安装在井眼的井口处,钻杆组件和钻头设置在井眼内,钻杆组件包括若干个结构相同且从上至下依次连接的钻杆单元,其中一节个钻杆单元穿过井口防喷器并与井口防喷器转动连接,位于最上一节的钻杆单元的上端与动力驱动机构的动力输出端传动连接,钻杆单元呈圆筒状,钻杆单元的下端向下同轴向设置有连接凸头,钻杆单元的上端设置有连接凹槽,钻杆单元的连接凸头螺纹连接在相邻钻杆单元的连接凹槽内;
每节个钻杆单元的内部均竖向设置有一块钻杆隔板,钻杆隔板的前后两侧边均与钻杆单元的内壁密封接触,钻杆隔板通过隔板固定组件固定在钻杆单元内,上下相邻两块钻杆隔板之间通过隔板连接组件连接,钻杆隔板将钻杆组件的内部分为两个独立的通道,位于左侧的通道为钻井液输出通道,位于右侧的通道为钻井液输入通道;
位于最下方的钻杆单元记为钻头固定杆,钻头固定杆的下端固定连接有钻头连接杆,钻头固定连接在钻头连接杆的下端,地层密封筒安装在钻头固定杆的下部外圈,且地层密封筒的外侧壁紧贴井眼的内壁,地层密封筒为圆筒状结构,地层密封筒的上部固定连接有上环形板,地层密封筒的下部固定连接有下环形板,上环形板与下环形板之间通过若干个沿周向均布的支撑杆支撑,地层密封筒的下环形板上开设有三个第一钻井液交换孔,钻头固定杆的左半圆上沿周向设有若干个均与地层密封筒内部连通的第二钻井液交换孔,钻井液输出通道的下端口处设置有与钻杆隔板固定连接的钻井液回液隔板,钻井液回液隔板为半圆形板,钻井液回液隔板与钻头固定杆的内壁和钻杆隔板的左侧面密封连接。
2.根据权利要求1所述的钻井液内进内出式石油钻井系统,其特征在于:钻杆单元内壁的上部沿钻杆单元的径向开设有两个相互对称的上安装槽,钻杆单元内壁的下部沿钻杆单元的径向开设有两个相互对称的下安装槽,两个上安装槽和两个下安装槽均配套设置有一组所述的隔板固定组件;
隔板固定组件包括沿钻杆单元径向方向设置的隔板卡头、弹簧固定轴、第一弹簧和第二弹簧,隔板卡头包括第一连接板、同轴向设置的限位环和限位柱,限位环和限位柱的一端均固定连接在第一连接板上,限位环和限位柱之间形成环形卡槽,弹簧固定轴的一端开设有与弹簧固定轴同轴向的弹簧限位槽,弹簧固定轴的另一端固定连接有第二连接板,第二连接板通过螺钉固定连接在钻杆隔板上,第一弹簧套设在弹簧固定轴的外圈,第二弹簧安装在弹簧限位槽内,弹簧固定轴伸入到环形卡槽内并与隔板卡头插接配合,第一弹簧的两端分别与第二连接板和限位环顶压接触,第二弹簧的两端分别与弹簧限位槽的槽底和限位柱顶压接触,隔板卡头安装在配套的上安装槽内或者下安装槽内。
3.根据权利要求1所述的钻井液内进内出式石油钻井系统,其特征在于:隔板连接组件包括张开板、固定板、第一销轴、第二销轴和第三弹簧,钻杆隔板的上下两端均沿前后水平方向开设有长槽,位于上方的长槽内固定连接有第一顶压柱,位于下方的长槽内固定连接有第二顶压柱,第一顶压柱和第二顶压柱均与钻杆单元同轴向设置,第三弹簧套设在第二顶压柱上,张开板和固定板均设有两个,两个固定板位于同一水平高度且分别固定连接在钻杆隔板的左右两侧面上,两个张开板左右相对设置,每个张开板均包括顶压部和转动部,顶压部为平板结构,转动部为L形弯板结构,第三弹簧的两端分别与长槽的槽底和张开板的顶压部的上表面顶压接触,顶压部的一端与转动部的一端固定连接,顶压部的自由端设有前后通透的腰形孔,两个张开板的顶压部通过穿过两个腰形孔的第一销轴铰接,张开板于转动部的拐角处通过第二销轴铰接在固定板上,顶压部处于水平位置时,转动部的自由端的端面与钻杆隔板平行并顶压接触。
4.根据权利要求1所述的钻井液内进内出式石油钻井系统,其特征在于:钻杆单元的连接凸头与相邻钻杆单元的连接凹槽之间设置有密封圈。
5.根据权利要求1所述的钻井液内进内出式石油钻井系统,其特征在于:地层密封筒的上环形板的下表面上固定连接有上环形台阶,下环形板的上表面上固定连接有下环形台阶,上环形台阶和下环形台阶相对设置,支撑杆的外侧设有若干个弓簧片,弓簧片为V形结构,所有弓簧片沿钻杆单元的圆周方向均匀环绕钻头固定杆设置,弓簧片的拐角外表面与地层密封筒的内壁顶压接触,弓簧片的两个端部内表面分别与上环形台阶和下环形台阶的外表面顶压接触。
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