CN206592090U - 旋扣式反循环上短节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋扣式反循环上短节，其中包括上短节本体，所述上短节本体的中心沿轴线方向设有上部大下部小的一级阶梯形上短节内孔，所述上短节本体沿周向设有多个贯穿其上、下两端的导流孔，所述导流孔与上短节本体的轴心线平行，所述上短节内孔位于多个所述导流孔之间，所述导流孔的上端与上短节内孔的上腔连通。本实用新型旋扣式反循环上短节结构简单，设计巧妙，与其它部件组装成下插式反循环钻具钻井时，既可实现常规的正循环钻井，而在钻遇漏失地层时，钻井液也可从钻具的下插式反循环装置中通过，实现反循环钻井。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井设备技术领域，尤指一种旋扣式反循环上短节。
背景技术
在石油、地质钻探、完井作业等领域，现有钻井模式均为正循环钻井，即钻井液从钻具内孔泵入，从钻头流出后进入井筒，携带钻屑由钻具与井壁之间的环空返回地层，经地面净化***除砂等处理维护后再次泵入钻具内孔从而形成一个正循环。
当钻遇漏失地层时，钻井液从井底上返时从漏层进入地层，无法正常返出地层，从而造成一系列井下复杂与事故。特别是浅层或者表层钻井，由于地层埋深浅，岩层破碎、疏松，经常耗费大量人力、物力最终仍然堵漏失败，造成钻井工作无法继续进行。
现有的上短节两端均为***式结构，在石油钻井施工中，钻具在井内高速旋转的环境中，钻具需要承受巨大的径向离心力和轴向振动应力，在综合应力作用下反循环内筒机构和反循环外筒产生位移，容易造成密封失效和内筒装置变形损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种旋扣式反循环上短节，其结构简单，设计巧妙，与其它部件组装成下插式反循环钻具钻井时，既可实现常规的正循环钻井，而在钻遇漏失地层时，钻井液也可从钻具的下插式反循环装置中通过，实现反循环钻井。
为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种旋扣式反循环上短节，其中包括上短节本体，所述上短节本体的中心沿轴线方向设有上部大下部小的一级阶梯形上短节内孔，所述上短节本体沿周向设有多个贯穿其上、下两端的导流孔，所述导流孔与上短节本体的轴心线平行，所述上短节内孔位于多个所述导流孔之间，所述导流孔的上端与上短节内孔的上腔连通。
本实用新型旋扣式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔底部及上短节本体的下端分别设有环状第一导流槽和环状第二导流槽，所述第一导流槽、第二导流槽分别与多个所述导流孔连通，所述第一导流槽、第二导流槽的轴心线分别与对应的导流孔的轴心线平行。
本实用新型旋扣式反循环上短节，其中所述上短节内孔的中心线与多个所述导流孔围成形状的中心线重合。
本实用新型旋扣式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔壁设有第一内螺纹，所述上短节内孔的下腔壁下部设有第二内螺纹。
本实用新型旋扣式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔、上短节内孔的下腔下部形状均为朝开口端为渐扩的锥体结构。
本实用新型旋扣式反循环上短节，其中所述上短节本体的外表面下端设有外螺纹。
采用上述方案后，本实用新型旋扣式反循环上短节具有以下有益效果：
1、通过设置的上短节内孔，当旋扣式反循环上短节下端与第一反循环内筒机构、第一反循环外筒连接，并在第一反循环内筒机构、第一反循环外筒下端连接内插式反循环下短节，在内插式反循环下短节的下面依次连接反循环单向控制装置、钻铤及钻头组成下插式反循环钻具，旋扣式反循环上短节的上短节内孔与第一反循环内筒机构的内孔、内插式反循环下短节的下短节内孔、反循环单向控制装置的内插式反循环上短节的内孔、第二反循环内筒机构的内孔及反循环单向控制短节的内孔连通，形成钻具里的第一通道，便于钻井液从第一通道通过进行常规正循环钻井；而通过旋扣式反循环上短节上沿周向设置的多个导流孔，多个导流孔与连接的第一反循环内筒结构外管壁及第一反循环外筒内壁之间形成的环形空间连通、多个第二导流孔、多个第三导流孔、多个第二反循环内筒结构外管壁及第二反循环外筒内壁之间形成的环形空间形成钻具里的第二通道，利用此通道在易漏地层中进行反循环钻井，使得在易漏地层中也能正常进行石油钻井；
2、本实用新型旋扣式反循环上短节通过在其结构的下腔壁下部设有第二内螺纹，与反循环内螺纹结构端相连，把反循环内筒机构和反循环外筒连接固定为一个整体，有效地解决了钻具在井内高速旋转的环境中，避免了反循环内筒机构和反循环外筒在的径向离心力和轴向振动应力作用下产生位移，从而造成密封容易失效和内筒装置变形损坏的难题。
附图说明
图1是本实用新型旋扣式反循环上短节的剖视结构示意图；
图2是图1的A-A向剖视结构示意图；
图3为用本实用新型旋扣式反循环上短节的下插式反循环钻具结构示意图；
图4是图3中下插式反循环钻具的下插式反循环装置的结构示意图；
图5为图4中下插式反循环装置的第一反循环内筒机构结构示意图；
图6为图4中下插式反循环装置的第一反循环外筒结构示意图；
图7为图4中下插式反循环装置的内插式反循环下短节的剖视结构示意图；
图8为图7的B-B向剖视结构示意图；
图9为图3中下插式反循环钻具的反循环单向控制装置的结构示意图。
下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明；
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型旋扣式反循环上短节包括上短节本体1，上短节本体1的中心沿轴线方向设有上部大下部小的一级阶梯形上短节内孔2，上短节本体1沿周向设有多个贯穿其上、下端的导流孔3，导流孔3与上短节本体1的轴心线平行，上短节内孔2位于多个导流孔3中心位置，导流孔3的上端与上短节内孔2的上腔连通。上短节内孔2的上腔底部及上短节本体1的下端分别设有环状第一导流槽4和环状第二导流槽5，第一导流槽4、第二导流槽5分别与多个导流孔3连通，第一导流槽4、第二导流槽5的轴心线分别与各导流孔3的轴心线平行。上短节内孔2的中心线与多个导流孔3围成的圆形形状的中心线重合。上短节内孔2的上腔壁设有第一内螺纹8，上短节内孔2的下腔壁下部设有第二内螺纹9。上短节内孔2的上腔、上短节内孔2的下腔下部形状均为朝开口端为渐扩的锥体结构。上短节本体1的外表面下端设有外螺纹10。
如图3所示为用本实用新型旋扣式反循环上短节的下插式反循环钻具结构示意图，其由上向下依次包括下插式反循环装置11、反循环单向控制装置12、钻铤13及钻头14。其中：
结合图4所示，下插式反循环装置11包括位于上端的旋扣式反循环上短节15，旋扣式反循环上短节15的上短节本体1的内腔下端通过第二内螺纹9与第一反循环内筒机构16连接。结合图5所示，第一反循环内筒机构16包括第一反循环内筒17及安装于第一反循环内筒17外表面的多个第一扶正块18，第一反循环内筒17的外表面下部设置有多个第一密封槽19，各第一密封槽19内分别安装有第一密封圈20。设置多个第一密封槽20保证第一反循环内筒17与旋扣式反循环上短节15之间密封连接。第一反循环内筒17外表面上端设置有第二外螺纹21，第一反循环内筒17通过第二外螺纹21与上短节本体1的第二内螺纹9螺接固定在一起。上短节本体1的下端通过外螺纹10与第一反循环外筒22连接。结合图6所示，第一反循环外筒22的内腔上端设置有第三内螺纹23，第一反循环外筒22的外表面下端设置有第三外螺纹24，第一反循环外筒22通过第三内螺纹23与上短节本体1的外螺纹10螺接固定在一起。第一反循环内筒机构16穿置在第一反循环外筒22的内腔，多个第一扶正块18用于保证第一反循环内筒机构16在第一反循环外筒22内居中。第一反循环外筒22的下端连接有内插式反循环下短节25。结合图7和图8所示，内插式反循环下短节25包括下短节本体26，下短节本体26的中心设有贯穿其轴心线的阶梯形下短节内孔27，下短节本体26的内腔上端设置有第四内螺纹28，下短节本体26的外表面下端设有第四外螺纹29，第一反循环外筒22通过第三外螺纹24与内插式反循环下短节25的第四内螺纹28螺接固定。第一反循环内筒17的下部插接于下短节本体26的下短节内孔27的内腔中。下短节本体26上沿周向设置有多个第二导流孔30，多个第二导流孔30的轴心线与下短节内孔27的轴心线平行，下短节本体26的轴心线与多个第二导流孔30围成的圆形形状的中心线重合。下短节本体26的上、下端分别设置有环状第三导流槽31和环状第四导流槽32，多个第二导流孔30分别与第三导流槽31和第四导流槽32连通。多个第二导流孔30的上端与第一反循环内筒机构16的外壁和第一反循环外筒22内壁之间的环空相通，该环空又与多个导流孔3相通。
结合图9所示，反循环单向控制装置12由上向下依次包括内插式反循环上短节33、第二反循环内筒机构34、第二反循环外筒35及反循环单向控制短节36。内插式反循环上短节33包括内插式反循环上短节本体37，内插式反循环上短节本体37的中心设有贯穿其轴心线的内插式反循环上短节内孔38，内插式反循环上短节本体37上沿周向设置有多个第三导流孔39，内插式反循环上短节33螺接于内插式反循环下短节25的下端，第二反循环内筒机构34穿置于第二反循环外筒35的内腔，第二反循环内筒机构34、第二反循环外筒35螺接于内插式反循环上短节33的下端，反循环单向控制短节36螺接于第二反循环内筒机构34、第二反循环外筒35的下端，反循环单向控制短节36的下端连接钻铤13，钻铤13下端连接钻头14。多个第三导流孔39的上端分别与多个第二导流孔30的下端相通，多个第三导流孔39的下端与第二反循环内筒机构34外壁和第二反循环外筒35内壁之间的环空相通。
使用本实用新型旋扣式反循环上短节组装成的下插式反循环钻具组合，代替现有钻具进行钻井施工，当正常钻井时，旋扣式反循环上短节15的上短节内孔2与第一反循环内筒机构16的内孔、内插式反循环下短节25的下短节内孔27、内插式反循环上短节33的内插式反循环上短节内孔38、第二反循环内筒机构34的内孔及反循环单向控制短节36的内孔连通，形成钻具里的第一通道，钻井液从第一通道通过进行常规正循环钻井。
当钻遇漏失地层时，通过操作地面的钻井液导流装置，从旋扣式反循环上短节15的导流孔3泵入高压压缩空气，高压压缩空气经由多个导流孔3、第一反循环内筒机构16的外管壁与第一反循环外筒22的内管壁之间形成的环形空间、多个第二导流孔30、多个第三导流孔39、第二反循环内筒机构34与第二反循环外筒35之间形成的环形空间组成的第二通道，高压压缩空气经由反循环单向控制装置12的第二反循环内筒机构34管壁上的壁孔40进入钻具的第一通道后返出地面，钻具、井壁(套管壁)之间的环空与钻具第一通道形成正压差，地面从钻具、井壁(套管壁)之间的环空泵入钻井液，钻井液从环空到达井底、携带钻屑进入钻头14、进入钻具第一通道，在高压压缩空气的持续推动下返出地面，实现反循环钻井。
以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种旋扣式反循环上短节，其特征在于，包括上短节本体，所述上短节本体的中心沿轴线方向设有上部大下部小的一级阶梯形上短节内孔，所述上短节本体沿周向设有多个贯穿其上、下两端的导流孔，所述导流孔与上短节本体的轴心线平行，所述上短节内孔位于多个所述导流孔之间，所述导流孔的上端与上短节内孔的上腔连通。
2.如权利要求1所述的旋扣式反循环上短节，其特征在于，所述上短节内孔的上腔底部及上短节本体的下端分别设有环状第一导流槽和环状第二导流槽，所述第一导流槽、第二导流槽分别与多个所述导流孔连通，所述第一导流槽、第二导流槽的轴心线分别与对应的导流孔的轴心线平行。
3.如权利要求2所述的旋扣式反循环上短节，其特征在于，所述上短节内孔的中心线与多个所述导流孔围成形状的中心线重合。
4.如权利要求3所述的旋扣式反循环上短节，其特征在于，所述上短节内孔的上腔壁设有第一内螺纹，所述上短节内孔的下腔壁下部设有第二内螺纹。
5.如权利要求4所述的旋扣式反循环上短节，其特征在于，所述上短节内孔的上腔、上短节内孔的下腔下部形状均为朝开口端为渐扩的锥体结构。
6.如权利要求5所述的旋扣式反循环上短节，其特征在于，所述上短节本体的外表面下端设有外螺纹。
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