專利名稱：氣體鉆井用固體加注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種氣體鉆井用固體加注裝置，用于以氣體作為循環(huán)介質(zhì)實(shí)施石油天然氣鉆井， 向供氣管線內(nèi)加注固體顆?；蚍勰┑难b置，屬于氣體鉆井設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景近年來，由于采用氣體作為鉆井循環(huán)介質(zhì)，在提速、發(fā)現(xiàn)與保護(hù)油氣層方面的優(yōu)勢(shì) 突出，因此氣體鉆井技術(shù)得到廣泛應(yīng)用；但氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用仍受到地質(zhì)及工程條件等 因素的限制如在氣體鉆水平井過程中，因氣體的潤(rùn)滑性沒有鉆井液潤(rùn)滑性強(qiáng)，導(dǎo)致氣體鉆 井中鉆具與井壁的摩擦力較鉆井液鉆井顯著增大，鉆具與井壁的摩擦力增大，所加的鉆壓 就不能完全施加到鉆頭上，所以需要在氣體中加入石墨和其他固態(tài)潤(rùn)滑劑，以便提高鉆具 與井壁的潤(rùn)滑性，降低摩擦力，使所加鉆壓盡可能完全施加到鉆頭上；又如在某些特定的地 層出水情況下，需要加入固態(tài)吸水劑，使地層產(chǎn)出的水及時(shí)被吸水劑吸附，并在氣流的攜帶 下同巖屑一起返至地面，從而避免因地層出水造成鉆頭泥包或巖屑粘附在井壁上的復(fù)雜情 況，保證了氣體鉆井繼續(xù)順利安全作業(yè)；由于在氣體鉆井中，地層可能產(chǎn)水、出氣和井壁可 能失穩(wěn)等情況，使得鉆井中注氣量和壓力變化不定，且供氣管線內(nèi)壓力較高，所以現(xiàn)有技術(shù) 不能滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決氣體鉆井供氣管線內(nèi)加注固體顆?；蚍勰┑膯栴}，使 用平衡壓力和壓差的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)了一種用于氣體鉆井加注固體物質(zhì)的氣體鉆井用固體
加注裝置。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來達(dá)到目的本實(shí)用新型包括壓力平衡機(jī)構(gòu)和噴 射機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力平衡機(jī)構(gòu)由罐體4和壓力平衡管14構(gòu)成，壓力平衡管14連接在罐體4與噴 射機(jī)構(gòu)的前端，在罐體4的上、下端分別設(shè)置有上部開關(guān)15和調(diào)節(jié)閥6 ；噴射機(jī)構(gòu)包括噴射管12和氣固混合管8，噴射管12的前端設(shè)置有噴嘴13，氣固混 合管8套裝在噴嘴13的外面，氣固混合管8的上端與罐體4的下端連接；在所述上部開關(guān)15的上面連接有加料漏斗16 ；在所述調(diào)節(jié)閥6上連接有電子秤7 ；在所述罐體4上設(shè)置有泄壓控制閥3、安全閥2和壓力表1 ；在所述壓力平衡管14上設(shè)置有開關(guān)11 ；所述噴嘴13的直徑為30 50mm ；在所述罐體4的下部設(shè)置有觀察孔5 ；在所述安全閥2內(nèi)設(shè)置有過濾網(wǎng)，可以避免在安全閥打開后固料噴出造成環(huán)境污 染；在罐體4上部設(shè)的泄壓控制閥3便于泄去罐內(nèi)壓力，罐體4下部設(shè)置的觀察孔5能承受 高壓，用于觀察罐內(nèi)固料儲(chǔ)量。
3[0014]噴射管12進(jìn)口端由壓力平衡管14連接罐體4的上部，噴射管12的出口端與氣固 混合管8前端由螺紋連接，氣固混合管8上端連接在調(diào)節(jié)閥6的下端，氣固混合管8的后端 連接排出管線；本發(fā)明的工作原理是通過壓力平衡管14，使罐體4內(nèi)部壓力與噴射管12進(jìn)口壓 力相平衡；同時(shí)在噴射管12的作用下，使得罐體4內(nèi)與噴射管12的噴嘴13周圍形成一定 壓差；另外采用電子秤7計(jì)量，達(dá)到控制調(diào)節(jié)閥6的開度，從而控制向井內(nèi)加注固料的量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是由于設(shè)置的壓力平衡管，使得噴射管的進(jìn)口壓 力和罐體的壓力相平衡，另外設(shè)計(jì)了帶噴嘴的噴射管，氣體通過噴嘴流速劇增，使得噴嘴口 周圍壓力降低，從而使得罐體與噴嘴口周圍形成一定壓差，所以可使固料在重力和壓差的 作用下，加注到氣固混合管中，采用電子秤計(jì)量控制調(diào)節(jié)閥的開度，實(shí)現(xiàn)了固料可控加注； 本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，便于加工制造等特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型局部剖示的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中噴射管12放大的結(jié)構(gòu)局部剖示示意圖。圖3是圖1中氣固混合管8放大的結(jié)構(gòu)局部剖示示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例實(shí)施例1本實(shí)用新型包括底座10、支撐框架9、罐體4、噴射管12、氣固混合管8、壓力平衡 管14構(gòu)成，在罐體4的下部設(shè)置有觀察孔5 ；為了便于加料和關(guān)閉，在罐體4的上端設(shè)置有 上部開關(guān)閥15和加料漏斗16，為了控制加量，在罐體4的下端設(shè)置有調(diào)節(jié)閥6和電子秤7， 在罐體4的上部還設(shè)置有泄壓控制閥3、安全閥2和壓力表1 ；噴射管12的進(jìn)口端與罐體4 的上部由一根壓力平衡管14連接，噴射管12的出口端與氣固混合管8由螺紋連接，氣固混 合管8的上端通過設(shè)置在罐體下部的調(diào)節(jié)閥6與罐體4下端連接；在噴射管12前端設(shè)置有 噴嘴13，噴嘴13的口徑為30 50mm ；為了避免安全閥2打開后固料噴出造成環(huán)境污染，在 罐體4上部的安全閥2內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)；罐體4上部還設(shè)置有泄壓控制閥3，用于泄去罐內(nèi)的 壓力；實(shí)施例2使用前，將本實(shí)用新型安裝在增壓機(jī)與泄壓撬體之間的注氣管線上，并在本實(shí)用 新型的調(diào)節(jié)閥6上連接好電子秤7，然后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥6，打開泄壓控制閥3和上部開關(guān)閥15， 并通過加料漏斗16往罐體4內(nèi)加入固料，加料完后，關(guān)閉泄壓控制閥3和上部開關(guān)閥15 ； 工作時(shí)，氣體從噴射管12的前端進(jìn)入，由于噴射管12內(nèi)設(shè)置的噴嘴13的開口直徑為30 50mm,小于噴射管12的直徑，因此，當(dāng)氣體流動(dòng)到噴嘴13時(shí)，內(nèi)徑縮小，氣流流速就會(huì)增加， 使得噴嘴13周圍的壓力降低；這時(shí)，打開開關(guān)11，使罐體4內(nèi)部的壓力與進(jìn)口的氣體壓力 相平衡，觀察壓力表1，待壓力穩(wěn)定后打開調(diào)節(jié)閥6，調(diào)節(jié)閥6打開后，罐體4內(nèi)的固料將在 重力和壓差的作用下加注到氣固混合管8，并使固料通過氣固混合管8流向供氣管線內(nèi)；另 外，在加料的過程中，通過設(shè)置的電子秤7的讀數(shù)來控制調(diào)節(jié)閥6的開度，當(dāng)需要較多的固
4料時(shí)，就會(huì)增大調(diào)節(jié)閥6的開度，當(dāng)需要的固料量減少時(shí)，就縮小調(diào)節(jié)閥6的開度；整個(gè)加注 過程中，為掌握罐體4內(nèi)固料儲(chǔ)備量，設(shè)計(jì)了觀察孔5 ；通過觀察孔5可觀察固料的儲(chǔ)量，當(dāng) 固料面能從觀察孔5觀察到時(shí)，則需要向儲(chǔ)罐體4內(nèi)補(bǔ)充固料；補(bǔ)充固料時(shí)，先關(guān)閉開關(guān)11 和調(diào)節(jié)閥6，再低速開啟泄壓控制閥3，將罐體4內(nèi)部的壓力泄至為零，然后打開上部開關(guān)閥 15，通過加料口往罐體4內(nèi)補(bǔ)充固料；補(bǔ)充完后，按前面操作繼續(xù)工作；采用本實(shí)用新型能 有效解決在氣體鉆井供氣管線內(nèi)可控量的加注固體顆?；蚍勰├щy的技術(shù)問題，進(jìn)而滿足 氣體鉆井需要。實(shí)施例3 在四川油氣田的一口井，鉆至井深307m時(shí)，實(shí)施固料加注施工，因地層產(chǎn)水，3 5m3/h，為了吸附地層水，運(yùn)用本實(shí)用新型向井內(nèi)加注吸水劑進(jìn)行吸水的施工，在現(xiàn)場(chǎng)連接 好本實(shí)用新型，噴射管12的進(jìn)口端與增壓機(jī)出口連接，氣固混合器8的出口與氣體鉆井供 氣管線的泄壓撬體端連接，并連接電子秤7 ；吸水劑加注前，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥6和開關(guān)11，打開泄壓控制閥2和上部開關(guān)閥15，通過 加料漏斗16往罐體4內(nèi)加入吸水劑40kg，加料完后，關(guān)閉泄壓控制閥3和上部開關(guān)閥15 ； 在實(shí)施固料加入罐體4的過程中，從增壓機(jī)出來的壓縮空氣經(jīng)噴射管12和氣固混合管8向 井內(nèi)注入，當(dāng)完成向罐體4加入吸水劑的工作后，緩慢打開開關(guān)11，并觀察壓力表1的變化， 待壓力表1的數(shù)據(jù)與增壓機(jī)排氣壓力相同時(shí)，再緩慢開啟調(diào)節(jié)閥6，并通過電子秤7設(shè)定的 數(shù)據(jù)來控制調(diào)節(jié)閥6的開度，從而滿足所需吸水劑的加注量；整個(gè)過程中時(shí)，隨時(shí)注意觀察 孔5，當(dāng)料面能看到時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充；加注過程中，氣體注入量90 120m3/min，注入壓力4 5MPa，加注lOmin后，吸 水劑已成功加注19. 8kg，說明本固體加注裝置下料順暢，解決了氣體鉆井供氣管線內(nèi)加注 固體顆粒或粉末的問題。
權(quán)利要求一種氣體鉆井用固體加注裝置，包括壓力平衡機(jī)構(gòu)和噴射機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力平衡機(jī)構(gòu)由罐體和壓力平衡管構(gòu)成，壓力平衡管連接在罐體與噴射機(jī)構(gòu)的前端，在罐體的上、下端分別設(shè)置有上部開關(guān)和調(diào)節(jié)閥；噴射機(jī)構(gòu)包括噴射管和氣固混合管，噴射管的前端設(shè)置有噴嘴，氣固混合管套裝在噴嘴的外面，氣固混合管的上端與罐體的下端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于在所述上部開關(guān)的 上面連接有加料漏斗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于在所述調(diào)節(jié)閥上連 接有電子秤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于在所述罐體上設(shè)置 有泄壓控制閥、安全閥和壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于在所述壓力平衡管 上設(shè)置有開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于所述噴嘴直徑為 30 50mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于所述罐體的下部設(shè) 置有觀察孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井用固體加注裝置，其特征在于在所述安全閥內(nèi)設(shè) 置有過濾網(wǎng)。
專利摘要一種氣體鉆井用固體加注裝置，屬于氣體鉆井設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域，包括壓力平衡機(jī)構(gòu)和噴射機(jī)構(gòu)，壓力平衡機(jī)構(gòu)由罐體和壓力平衡管構(gòu)成；噴射機(jī)構(gòu)包括噴射管和氣固混合管；本實(shí)用新型使用平衡壓力和壓差的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)了一種用于氣體鉆井加注固體物質(zhì)的氣體鉆井用固體加注裝置，解決了氣體鉆井供氣管線內(nèi)加注固體顆粒或粉末的問題，具有使固料在重力和壓差的作用下，能加注到氣固混合管中的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/22GK201650251SQ20102014405
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者侯偉, 劉云, 徐忠祥, 米方明, 羅整, 蔣斌, 許期聰, 鄧虎 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司