專利名稱：泥漿循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種泥漿循環(huán)裝置，適用于油井、水井鉆探中泥漿循環(huán)作業(yè)。
背景技術(shù)：
泥漿循環(huán)裝置是油井、水井鉆探設(shè)備必不可少的重要部分，它是在鉆探作業(yè)中，將泥漿經(jīng)處理后加壓循環(huán)使用。現(xiàn)有技術(shù)的泥漿循環(huán)裝置均采用往復(fù)式活塞泵作為泥漿泵，活塞泵相對(duì)于其它加壓泵的特點(diǎn)是壓力大、排量小，因此在泥漿循環(huán)裝置中通常采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上往復(fù)式活塞泵并聯(lián)使用，來(lái)滿足油井、水井泥漿循環(huán)中泥漿排量的要求。動(dòng)力采用發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)泥漿泵主軸旋轉(zhuǎn)。
上述泥漿循環(huán)裝置在常規(guī)井眼(井眼直徑7～13英寸)或小井眼(井眼直徑7英寸以下)鉆探的泥漿循環(huán)中即輸送高壓力、小排量泥漿循環(huán)中應(yīng)用效果較好，但應(yīng)用在大井眼(井眼直徑13英寸以上)鉆探的泥漿循環(huán)時(shí)，由于排量大，需多臺(tái)活塞泵并聯(lián)使用，造成機(jī)構(gòu)復(fù)雜、安裝布局困難。另外，該泥漿循環(huán)裝置中動(dòng)力傳遞采用發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)泥漿泵主軸旋轉(zhuǎn)，泥漿泵排量調(diào)整通過(guò)更換不同直徑的缸套來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作復(fù)雜。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種即可實(shí)現(xiàn)高壓、小排量油井、水井的泥漿循環(huán)作業(yè)，又可實(shí)現(xiàn)低壓、大排量泥漿循環(huán)作業(yè)，且使用設(shè)備少，并且能方便的調(diào)整泥漿泵排量泥漿循環(huán)裝置。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是泥漿循環(huán)裝置采用兩臺(tái)泥漿泵配置，一臺(tái)低壓、大排量的離心泵和一臺(tái)高壓、小排量的活塞泵在泥漿池和循環(huán)主管線之間并聯(lián)連接，泥漿被泥漿泵加壓后依次通過(guò)主管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆桿、流向鉆頭，注入井內(nèi)。分別連接離心泵、活塞泵的兩條并聯(lián)管線及主管線均安裝有閥門控制通斷。在動(dòng)力傳動(dòng)中采用發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)液壓傳動(dòng)驅(qū)使兩臺(tái)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)活塞泵和離心泵，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制回路實(shí)現(xiàn)活塞泵和離心泵的無(wú)級(jí)調(diào)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)泥漿系統(tǒng)的排量。
該泥漿循環(huán)裝置還可以在主管線和泥漿池之間連接一條回流管線及在主管線上連接一條灌漿管線，并分別安裝閥門控制通斷?；亓鞴芫€設(shè)置的作用是由于在進(jìn)行接卸單根作業(yè)時(shí)循環(huán)泥漿不能從鉆桿向井內(nèi)注入，離心泵可以停止工作，但由于離心泵停泵后再啟動(dòng)時(shí)需引水，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)工，因此安裝一條回流管線，在離心泵不停泵的情況下，實(shí)現(xiàn)泥漿在回流管線、泥漿池之間小流量循環(huán)。灌漿管線的作用是鉆探遇到沙質(zhì)地層或其他原因，由于泥漿滲入地下導(dǎo)致泥漿損失時(shí)，在泥漿池內(nèi)補(bǔ)充泥漿后，通過(guò)灌漿管線直接向井內(nèi)灌注泥漿，保證泥漿循環(huán)裝置正常工作。
該裝置應(yīng)用于低壓、大排量泥漿循環(huán)作業(yè)時(shí)，正常循環(huán)時(shí)離心泵工作，活塞泵作為臨時(shí)備用泵，由于離心泵相對(duì)于活塞泵排量大得多，能夠滿足各種泥漿排量的要求，因此能夠滿足低壓、大排量的要求。當(dāng)離心泵故障時(shí)，可臨時(shí)用活塞泵工作。在處理特殊地層鉆進(jìn)等情況下需較高泥漿壓力時(shí)，使用活塞泵工作，以滿足高壓輸送的要求。
該裝置應(yīng)用于高壓、小排量泥漿循環(huán)作業(yè)時(shí)，使用活塞泵即可滿足要求，離心泵可作為臨時(shí)備用泵。
作為本方案的拓展，兩臺(tái)泥漿泵配置中的活塞泵還可換為離心泵，即配置兩臺(tái)離心泵，在兩臺(tái)離心泵的進(jìn)出口之間連接一個(gè)閥門，并在每臺(tái)離心泵的進(jìn)口處也分別安裝一個(gè)閥門，控制這些閥門的通斷，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)離心泵的串聯(lián)或并聯(lián)兩種連接，在需要低壓、大流量泥漿循環(huán)作業(yè)時(shí)，采用并聯(lián)連接，當(dāng)需要高壓力、小流量泥漿循環(huán)作業(yè)時(shí)，采用串聯(lián)連接。
本實(shí)用新型由于采用一臺(tái)離心泵和一臺(tái)活塞泵并聯(lián)配置或兩臺(tái)離心泵串聯(lián)或并聯(lián)配置，能滿足各種油井、水井的泥漿循環(huán)作業(yè)，特別是不需使用多臺(tái)泵工作就能解決大井眼井鉆探中的低壓、大排量泥漿循環(huán)問(wèn)題，簡(jiǎn)化了泥漿循環(huán)裝置，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)活塞泵、離心泵，方便了泥漿循環(huán)流量的調(diào)節(jié)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是實(shí)施例一的泥漿循環(huán)裝置原理圖圖2是實(shí)施例二的泥漿循環(huán)裝置原理圖圖3是實(shí)施例一中液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)活塞泵傳動(dòng)示意圖圖4是實(shí)施例一或?qū)嵤├幸簤厚R達(dá)驅(qū)動(dòng)離心泵傳動(dòng)示意圖
工作過(guò)程當(dāng)泥漿循環(huán)裝置應(yīng)用于常規(guī)井眼或小井眼油、水井鉆探時(shí)，由于要求流量小、壓力大的泥漿循環(huán)，這時(shí)活塞泵1工作，離心泵2不工作。閥門3、閥門10、閥門11關(guān)閉，閥門4、閥門7打開(kāi)，啟動(dòng)活塞泵1，泥漿從泥漿池5經(jīng)過(guò)濾器18被活塞泵1吸入經(jīng)加壓后依次經(jīng)主管線6、立管12、水龍帶13、水龍頭14至鉆桿15、鉆頭16注入并內(nèi)，注入井內(nèi)的泥漿在井壓的作用下從井底向井口翻出流入泥漿池5，形成泥漿循環(huán)。
當(dāng)泥漿循環(huán)裝置應(yīng)用于大井眼油、水井鉆探時(shí)，要求流量大、壓力小的泥漿循環(huán)，這時(shí)離心泵2工作，活塞泵1不工作。閥門4、閥門10、閥門11關(guān)閉，閥門3、閥門7打開(kāi)，啟動(dòng)離心泵2，泥漿從泥漿池5經(jīng)過(guò)濾器17被離心泵2吸入經(jīng)過(guò)加壓后依次經(jīng)主管線6等注入井內(nèi)。在進(jìn)行接卸單根作業(yè)時(shí)，循環(huán)泥漿不能從鉆桿注入井內(nèi)，這時(shí)應(yīng)停止循環(huán)，但由于離心泵停止工作后再啟動(dòng)時(shí)需引水，啟動(dòng)比較困難，為保證在接卸單根作業(yè)時(shí)不停止離心泵，這時(shí)打開(kāi)閥門10，關(guān)閉閥門7，調(diào)整離心泵2小排量工作，泥漿經(jīng)閥門10、回流管線8流入泥漿池5，形成泥漿循環(huán)。當(dāng)處理特殊地層鉆進(jìn)等情況下需較高泥漿壓力時(shí)，停止離心泵2工作，啟動(dòng)活塞泵1工作。
灌漿管線9的作用是在鉆探遇到沙質(zhì)地層或其他情況，由于泥漿滲入地下導(dǎo)致泥漿損失時(shí)，在泥漿池5內(nèi)補(bǔ)充泥漿，打開(kāi)閥門11，通過(guò)灌漿管線9直接向井內(nèi)灌注泥漿，保證泥漿循環(huán)裝置能正常工作。
參見(jiàn)圖3、圖4，泥漿循環(huán)裝置的動(dòng)力傳動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)22連接一個(gè)帶泵箱23，帶泵箱23帶動(dòng)液壓泵24、液壓泵27，液壓泵24和液壓泵27分別驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)25和液壓馬達(dá)28，液壓馬達(dá)25通過(guò)皮帶傳動(dòng)裝置26驅(qū)動(dòng)活塞泵1、液壓馬達(dá)28通過(guò)聯(lián)軸器29驅(qū)動(dòng)離心泵2工作。
實(shí)施例二將實(shí)施例一中的活塞泵1換成離心泵2A，如圖2所示，在離心泵2的進(jìn)口和離心泵2A的出口之間連接一個(gè)閥門21，并在離心泵2和離心泵2A的進(jìn)口分別安裝閥門19、閥門20，即構(gòu)成兩臺(tái)離心泵的串聯(lián)或并聯(lián)連接。當(dāng)泥漿循環(huán)需要大流量、低壓力輸送時(shí)，采用離心泵2和離心泵2A并聯(lián)連接，即閥門21關(guān)閉，閥門3、閥門4、閥門19、閥門20打開(kāi)，閥門7打開(kāi)，閥門10、閥門11關(guān)閉。啟動(dòng)離心泵2、離心泵2A工作，離心泵2、離心泵2A分別通過(guò)過(guò)濾器17、過(guò)濾器18吸入泥漿，泥漿被加壓后經(jīng)主管線6、立管12、水龍帶13、水龍頭14、鉆桿15、鉆頭16注入井內(nèi)，井內(nèi)的泥漿在井壓的作用下，從井底向井口翻出，流入泥漿池5，形成泥漿循環(huán)。當(dāng)泥漿循環(huán)需小流量、高壓輸送時(shí)，采用離心泵2和離心泵2A串聯(lián)連接，這時(shí)打開(kāi)閥門21、閥門3、閥門20，關(guān)閉閥門4、閥門19，打開(kāi)閥門7，泥漿從泥漿池5經(jīng)過(guò)濾器18、離心泵2A、離心泵2兩級(jí)加壓后依次經(jīng)主管線6、立管12、水龍帶13、水龍頭14、鉆桿15、鉆頭16注入井內(nèi)。
回流管線8、灌漿管線9的設(shè)置和作用同實(shí)施例一中回流管線和灌漿管線。
泥漿循環(huán)裝置的動(dòng)力傳動(dòng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)液壓傳動(dòng)，驅(qū)使兩臺(tái)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)離心泵，如圖4所示，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和方式與實(shí)施例一中液壓馬達(dá)28驅(qū)動(dòng)離心泵2工作相同。
權(quán)利要求1.一種泥漿循環(huán)裝置，由動(dòng)力傳動(dòng)裝置、循環(huán)回路組成，循環(huán)回路由泥漿泵、泥漿池(5)、主管線(6)、立管(12)、水龍帶(13)、水龍頭(14)、鉆桿(15)、鉆頭(16)及管路附件、閥門等構(gòu)成，其特征在于所述的循環(huán)回路的泥漿泵采用一臺(tái)活塞泵(1)和一臺(tái)離心泵(2)配置，活塞泵(1)和離心泵(2)在泥漿池(5)和主管線(6)之間通過(guò)管線、閥門(4)、閥門(3)、管件等并聯(lián)連接，主管線(6)上安裝閥門(7)，所述的動(dòng)力傳動(dòng)裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)(22)帶動(dòng)一個(gè)帶泵箱(23)，帶泵箱(23)帶動(dòng)液壓泵(24)和液壓泵(27)，液壓泵(24)和液壓泵(27)分別驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)(25)和液壓馬達(dá)(28)，液壓馬達(dá)(25)和液壓馬達(dá)(28)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)連接分別驅(qū)動(dòng)活塞泵(1)和離心泵(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的泥漿循環(huán)裝置，其特征在于循環(huán)回路的活塞泵(1)可以更換為離心泵(2A)，在離心泵(2)進(jìn)口和離心泵(2A)的出口之間連接一個(gè)閥門(21)，在離心泵(2)和離心泵(2A)的進(jìn)口分別安裝閥門(19)和閥門(20)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的泥漿循環(huán)裝置，其特征在于所述的泥漿循環(huán)裝置還包括一條連接在主管線(6)和泥漿池(5)之間的回流管線(8)和連接在主管線(6)上的一條灌漿管線(9)，回流管線(8)和灌漿管線(9)上分別安裝有閥門(10)、閥門(11)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種泥漿循環(huán)裝置，適用于油井、水井鉆探中泥漿循環(huán)作業(yè)。該裝置采用一臺(tái)低壓、大排量的離心泵和一臺(tái)高壓、小排量的活塞泵在泥漿池和循環(huán)主管線之間并聯(lián)連接。兩臺(tái)泥漿泵配置中的活塞泵還可換為離心泵，即配置兩臺(tái)離心泵，通過(guò)控制閥門的通斷，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)離心泵的串聯(lián)或并聯(lián)兩種連接。通過(guò)液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞泵和離心泵，通過(guò)液壓回路實(shí)現(xiàn)活塞泵和離心泵的無(wú)級(jí)調(diào)速。本實(shí)用新型能滿足各種油井、水井的泥漿循環(huán)作業(yè)，特別是不需使用多臺(tái)泵工作就能解決大井眼并鉆探中的低壓、大排量泥漿循環(huán)問(wèn)題。
文檔編號(hào)E21B21/00GK2555386SQ0223828
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者范淑萍, 王文爾, 李鴻濤 申請(qǐng)人:河南石油勘探局南陽(yáng)石油機(jī)械廠