專利名稱：井下增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣鉆井作業(yè)中提高井下循環(huán)攜砂速度的裝置，尤其是涉及一種石油鉆井用井下增壓裝置。
背景技術(shù)：
為了提高石油天然氣開采的鉆井速度，加強(qiáng)了對鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的研究。美國在上世紀(jì)七十年代的試驗(yàn)表明，在地面利用高泵壓為105MPa的循環(huán)系統(tǒng)鉆井時，機(jī)械鉆速可以提高5 8倍，但是由于受高壓噴射鉆井系統(tǒng)設(shè)備的限制，應(yīng)用范圍窄，成本高。目前，鉆井用鉆井液循環(huán)系統(tǒng)在大斜度井、水平井等特殊井井況下應(yīng)用，破巖和攜砂能力降低，從而影響了鉆井效率。例如在泵壓為18 20MPa、排量為28 32L/s時，鉆達(dá)井深3000米時，循環(huán)壓力只有9 12MPa;當(dāng)井深達(dá)到6000米時，壓力基本被沿程環(huán)空耗盡。因此，井越深，井底鉆頭的壓降越小，鉆井液對井底的沖刷和攜砂能力降低，大大降低鉆井效率。為了提高鉆井效率，大多在井下安裝增壓泵，《井下增壓器》(專利號94103752. 5)為一種機(jī)械換向機(jī)構(gòu)帶動下的容積式多缸液壓增壓器，米用齒輪傳動換向機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度高，成本較大。中國實(shí)用新型專利《一種石油鉆井井下增壓器》(專利號01216627. 8)，安裝于井底動力鉆具與鉆頭之間，它可在不改變地面泵壓的情況下，使井底液體壓力提高5倍以上。它依靠井底動力鉆具提供動力，采用柱塞式多缸液壓增壓設(shè)計方案，由旋轉(zhuǎn)斜盤、多個增壓缸、柱塞、液體流道、單向閥以及承載外殼等組成。在動力鉆具內(nèi)部轉(zhuǎn)子的帶動下，與其相連接的旋轉(zhuǎn)斜盤上的球形滑槽也以相同的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動柱塞在增壓缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生高壓液體，通過超高壓管路從鉆頭噴嘴排出，實(shí)現(xiàn)高壓噴射鉆井，以提高鉆進(jìn)速度。由于采用柱塞式多缸液壓增壓設(shè)計，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有石油鉆井作業(yè)使用的增壓器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本高等不足，本發(fā)明提供一種井下增壓裝置。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是井下增壓裝置包括套管、鉆具管柱，鉆具管柱位于套管內(nèi)，在套管與鉆具管柱之間設(shè)置有增壓管柱，增壓管柱內(nèi)孔與鉆具管柱外圓之間為環(huán)空，增壓管柱外圓與套管內(nèi)孔之間為環(huán)空。增壓管柱的增壓套管、腔體、增壓套管由上至下依次固定連接，腔體下方的增壓套管上安裝有封隔器用于封隔增壓管柱與套管的環(huán)空；腔體上固定安裝有增壓水眼，增壓水眼連通腔體內(nèi)外的環(huán)空。腔體的外圓為兩端小中間大的階梯軸，大軸徑上端部為上小下大的圓錐體；腔體大軸徑中部內(nèi)孔為上小下大的圓錐孔；腔體大軸徑的下端面圓周均布固定安裝有2個或2個以上增壓水眼，增壓水眼的軸線與腔體軸線的夾角<45°，增壓水眼上端與腔體的內(nèi)錐孔相通。增壓裝置2個或2個以上串聯(lián)安裝使用。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、合理，能夠在不改變地面泵壓系統(tǒng)額定壓力的前提下，增大井下液體的循環(huán)速度，提聞破巖和攜砂能力，進(jìn)而提聞鉆井效率，降低鉆井成本，提高井下增壓器的使用壽命。


圖I是本發(fā)明井下增壓裝置結(jié)構(gòu)及其工作原理示意圖。圖中1.腔體，2.增壓水眼，3.增壓套管，4.鉆具管柱，5.鉆井液通道，6.內(nèi)層鉆井液通道，7.套管，8.外層鉆井液通道，9.封隔器，10.增壓管柱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的具體實(shí)施方式
，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明井下增壓裝置包括套管7、增壓管柱10、鉆具管柱4，且由外至內(nèi)依次安裝，增壓管柱10內(nèi)孔與鉆具管柱4外圓之間為環(huán)空，增壓管柱10外圓與套管7內(nèi)孔之間為環(huán)空。增壓管柱10的腔體I上下兩端固定連接安裝有增壓套管3、腔體I下方的增壓套管3上安裝有封隔器9用于封隔增壓管柱10與套管7之間的環(huán)空。腔體I上固定安裝有增壓水眼2，增壓水眼2連通腔體I內(nèi)外的環(huán)空。腔體I的外圓為兩端小中間大的階梯軸，大軸徑上端部為上小下大的圓錐體；大軸徑中部對應(yīng)的腔體I內(nèi)孔為上小下大的圓錐孔；腔體I內(nèi)外的圓錐形錐角大致相同。腔體I大軸徑的下端面沿圓周均布固定安裝有2個或2個以上增壓水眼2，通常安裝4個增壓水眼2。增壓水眼2的軸線與腔體I軸線之間應(yīng)該有一夾角，其夾角< 45°，夾角的最佳角度為25 30°。增壓水眼2上端與腔體I的內(nèi)錐孔相通。將安裝增壓水眼2的腔體I外表面加工成凸耳狀，可以提高增壓管柱10外圓與套管7內(nèi)孔環(huán)空的液流量。為了提高井下增壓裝置的耐沖蝕性，可以在腔體I表面做強(qiáng)化處理。使用本發(fā)明井下增壓裝置鉆井作業(yè)時，進(jìn)入鉆具管柱4內(nèi)的鉆井液經(jīng)過鉆井液通道5返回時進(jìn)入鉆具管柱4與增壓管柱10之間的內(nèi)層鉆井液通道6 ;外層鉆井液從井口進(jìn)入套管7和增壓管柱10之間的外層鉆井液8通道，在套管7與增壓管柱之間的封隔器9的作用下，外層鉆井液與內(nèi)層鉆井液之間存在壓差，外層鉆井液通過安裝在腔體I上的水眼進(jìn)入內(nèi)層鉆井液通道6，加速了鉆井液的回流，提升了整個內(nèi)層鉆井液的循環(huán)速度和攜砂能力，達(dá)到提高鉆井效率的目的。使用本發(fā)明井下增壓裝置鉆井作業(yè)時，可以根據(jù)鉆井作業(yè)的需要，將2個或2個以上的增壓裝置串聯(lián)安裝使用，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)效增壓的目的。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計很多替代實(shí)施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種井下增壓裝置，包括套管、鉆具管柱，鉆具管柱位于套管內(nèi)，其特征是在套管(7)與鉆具管柱(4)之間設(shè)置有增壓管柱(10)，增壓管柱(10)內(nèi)孔與鉆具管柱(4)外圓之間為環(huán)空，增壓管柱(10)外圓與套管(7)內(nèi)孔之間為環(huán)空。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述井下增壓裝置，其特征是所述增壓管柱(10)的增壓套管(3)、腔體(I)、增壓套管(3)由上至下依次固定連接，腔體(I)下方的增壓套管(3)上安裝有封隔器(9)用于封隔增壓管柱(10)與套管(7)的環(huán)空；腔體⑴上固定安裝有增壓水眼(2)，增壓水眼(2)連通腔體(I)內(nèi)外的環(huán)空。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述井下增壓裝置，其特征是所述腔體(I)的外圓為兩端小中間大的階梯軸，大軸徑上端部為上小下大的圓錐體；所述腔體(I)大軸徑中部內(nèi)孔為上小下大的圓錐孔；所述腔體(I)大軸徑的下端面圓周均布固定安裝有2個或2個以上增壓水眼(2)，增壓水眼(2)的軸線與腔體(I)軸線的夾角<45°，增壓水眼(2)上端與腔體(I)的內(nèi)錐孔相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述井下增壓裝置，其特征是所述增壓裝置2個或2個以上串聯(lián)安裝使用。
全文摘要
一種井下增壓裝置。為了克服現(xiàn)有石油鉆井作業(yè)使用的增壓器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度高，成本高等不足，本發(fā)明在套管(7)與鉆具管柱(4)之間設(shè)置有增壓管柱(10)，增壓管柱(10)內(nèi)孔與鉆具管柱(4)外圓之間為環(huán)空，增壓管柱(10)外圓與套管(7)內(nèi)孔之間為環(huán)空；增壓管柱(10)的增壓套管(3)、腔體(1)、增壓套管(3)由上至下依次固定連接，腔體(1)下方的增壓套管(3)上安裝有封隔器(9)用于封隔增壓管柱(10)與套管(7)的環(huán)空；腔體(1)上固定安裝有增壓水眼(2)，增壓水眼(2)連通腔體(1)內(nèi)外的環(huán)空。其有益效果是結(jié)構(gòu)簡單、合理，能夠在不改變地面泵壓系統(tǒng)額定壓力的前提下，增大井下液體的循環(huán)速度，提高破巖和攜砂能力。
文檔編號E21B21/00GK102953696SQ201110238939
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者于連杰, 張松峰, 魏向輝, 汪恩寶, 張 林, 武強(qiáng), 孫輝, 郭俊磊, 王曉彥 申請人:中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司