[实用新型]一种过采空区或复杂地层钻井时钻井液自动切换装置

说明书

本实用新型公开了一种过采空区或复杂地层钻井时钻井液自动切换装置，涉及钻井设备领域，包括钻进单元、空气泡沫注入单元、泥浆注入单元、自动切换单元和控制单元，本实用新型通过设置控制单元，能够在地面收到自动感应探地雷达发出的无线电波信号来实现空气泡沫注入单元与泥浆注入单元之间的快速切换，其中泥浆注入单元对常规地层进行钻进，空气泡沫注入单元对采空区及复杂地层进行钻进，解决泥浆泵在复杂地层钻井液恶性失返性漏失，无效钻进等问题，将二者相结合，充分发挥了二者各自的优点，大大的提高了钻井的效率、节约了施工的时间，还有效减轻了工人的负担，并且该装置还适用采空区及常规钻井存在漏失问题的复杂地层。

技术领域

本实用新型属于钻井设备领域，具体涉及一种过采空区或复杂地层钻井时钻井液自动切换装置。

背景技术

在煤层气的开采过程中，泥浆钻井液起到了至关重要的作用，由于其携沙能力强、经济简单、实用性高并且具有超高的工作效率，因此又被称作钻井的血液。

在设备工作过程中，泥浆泵通过对清水、泥浆等清洗液施加一定压力，使清洗液经过高压胶管、水龙头、钻杆柱的内孔到达钻机钻头的底端。使清洗液在对钻头进行冷却的同时，还能够冲洗井底保护井壁，并将钻头切削下来的岩屑清除并送到地表。但是对于采用常规钻井技术钻进至采空区及复杂地层时，泥浆钻井液常发生恶性失返性漏失，大量的钻屑无法正常的携带出井眼，导致卡钻、埋钻等事故的发生。采用常规堵漏(桥堵)；聚合物凝胶堵漏、水泥堵漏等方式，由于施工技术复杂，不仅耽误施工时间，堵漏效果往往得不到保证。

而针对于此类情况的钻进，空气泡沫钻就起到了非常重要的作用。泡沫属于低密度介质，钻孔内静水压力小，有利于减少孔内漏失和提高钻井速度，在破碎等复杂地层中对地层的冲刷作用小，可起到保护孔壁的作用。当停机停风时泡沫可以空气降低岩屑沉降速度，避免埋钻事故，另外泡沫具有洗井液的作用，不会在含水层孔壁形成泥皮，可增加出水量。

但是空气泡沫钻进在涌水量大的地层钻进时效率较低且受设备能力限制，所能钻进的孔深也较浅。较大的涌水使孔底泡沫的结构遭到破坏和稀释，使其清洁孔底、携带岩粉的能力下降，以至出现重复碎岩的情况。另外因空气泡沫是压缩性极大的流质，钻进中一旦出现岩心堵塞，因压力表反应迟滞，使钻进较易发生烧钻。

所以为了更好的实现现场煤层气的开采，增强工作效率，减少工作的损失，亟需研制出一种装置，能够在泥浆钻井液和空气泡沫钻井液之间形成快速的切换，充分发挥二者的优势，增强钻进的效率，以此实现效益最大化。

实用新型内容

针对目前煤层气采用泥浆泵常规钻井技术钻进至采空区及复杂地层时，钻井液发生常恶性失返性漏失，常规堵漏技术较难实现时，大量的钻屑无法正常的携带出井眼，导致无效钻进，甚至卡埋钻的问题，本实用新型提供一种过采空区或复杂地层钻井时钻井液自动切换装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种过采空区或复杂地层钻井时钻井液自动切换装置，包括钻进单元、空气泡沫注入单元、泥浆注入单元、自动切换单元和控制单元。

钻进单元包括与钻机设备连接的钻杆，钻杆设置在井眼内，钻杆的底端固定安装有钻头，钻头上部设置有自动感应探地雷达，自动感应探地雷达安装在钻杆上。

所述空气泡沫注入单元包括空压机、出气管件、混合器、试剂池、试剂吸入组件和高压胶管一，所述空压机通过出气管件与混合器的进气端连接，试剂吸入组件的吸液端设置在试剂池内，其出液端与混合器的进液端连接，使试剂池内的试剂吸入混合器与高压空气进行混合形成泡沫，混合器上设置有放空阀，混合器的出液端安装有高压胶管一。

泥浆注入单元包括泥浆池和泥浆注入组件，泥泥浆注入组件的抽浆端延伸至泥浆池内，泥浆注入组件的出浆端安装有高压胶管二。