气举反循环钻井用气液混合器制造技术

本申请公开了一种气举反循环钻井用气液混合器，包括：外套管，外套管的上端用于与双壁钻杆的外管连接，外套管的下端用于与单壁钻杆连接；芯管，芯管同轴设置于外套管中，且芯管的下端外壁与外套管的内壁密封连接，芯管的上端用于与双壁钻杆的内管连接，芯管与外套管之间形成用于与双壁钻杆的环空连通的环形注气流道，芯管的管壁上开设有多个连通环形注气流道和芯管内部的注气孔。该气液混合器通过外套管与芯管之间的环形注气流道与双壁钻杆的环空连通，再通过注气孔进行注气，芯管用于输送井底的钻井液和岩屑，增加了流通面积，改善了注气和气液混合效果，保证了钻井液和岩屑的顺畅排出，提高了排渣能力。

【技术实现步骤摘要】
气举反循环钻井用气液混合器
本技术涉及石油天然气钻探设备
，特别涉及一种气举反循环钻井用气液混合器。
技术介绍
气举反循环钻进技术是利用气举泵的工作原理，即以压缩空气为动力，使其与钻杆内的冲洗液混合并膨胀做功，从而形成低密度的气液混合物，使钻杆内、外液柱产生压差，并在压差作用下实现冲洗液从钻杆内腔携带岩屑的反循环钻进技术，可以实现高速钻进、减缓或彻底消除井漏。该技术在水文地质勘探、大口径基桩孔、水井和地热井的钻进施工中得到了广泛的应用。气液混合器是气举反循环钻井设备中一个极为重要的部分。气水混合器是一个注气短节，气水混合器的上端与双壁钻杆相连，下端与常规单壁钻杆相连。其作用是让双壁钻杆的环空中的压缩空气从气液混合器进入双壁钻杆的内通道，与钻井液及岩屑混合，形成低密度的三相流体，从而产生气举排液。由于双壁钻杆的内通道中为气液固三相流动，流型极为复杂，现有的气液混合器的难以满足气液混合和顺畅排渣的要求，气液混合器的好坏不仅关系到井底清洁程度与岩屑输送效果，也影响着井底钻头的碎岩效果。综上所述，如何提高气液混合器的气液混合效果和排渣能力，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种气举反循环钻井用气液混合器，以提高气液混合器的气液混合效果和排渣能力。为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：一种气举反循环钻井用气液混合器，包括：外套管，所述外套管的上端用于与双壁钻杆的外管连接，所述外套管的下端用于与单壁钻杆连接；芯管，所述芯管同轴设置于所述外套管中，且所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁密封连接，所述芯管的上端用于与所述双壁钻杆的内管连接，所述芯管与所述外套管之间形成用于与所述双壁钻杆的环空连通的环形注气流道，所述芯管的管壁上开设有多个连通所述环形注气流道和所述芯管内部的注气孔。优选地，在上述的气液混合器中，所述外套管的上端设置有用于与所述双壁钻杆的外管外螺纹连接的内螺纹，所述外套管的下端设置有用于与所述单壁钻杆的内螺纹连接的外螺纹。优选地，在上述的气液混合器中，所述外套管的内壁上设置有限位台阶，所述芯管的下端与所述限位台阶限位接触，所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁接触密封。优选地，在上述的气液混合器中，所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁相接触的位置设置有密封圈。优选地，在上述的气液混合器中，所述注气孔的孔径为5mm～10mm；所述注气孔之间的孔距为10mm～40mm。优选地，在上述的气液混合器中，所述注气孔的轴线由外向内向上倾斜于所述芯管的横截面。优选地，在上述的气液混合器中，所述注气孔的轴线与所述芯管的横截面之间的倾角为0°～30°。优选地，在上述的气液混合器中，还包括接头管，所述接头管的下端与所述芯管的上端密封连接，所述接头管的上端用于与所述双壁钻杆的内管连接。优选地，在上述的气液混合器中，所述接头管的内壁设置有第二限位台阶，所述芯管的上端与所述第二限位台阶接触限位，所述芯管的上端外壁与所述接头管的下端内壁相接触的位置设置有第二密封圈，所述接头管的上端设置有用于与双壁钻杆的内管连接的内螺纹。优选地，在上述的气液混合器中，所述接头管的下端外周上还设置有一个或多个圆周凸台。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的气举反循环钻井用气液混合器工作时，将外套管的上端与双壁钻杆的外管连接，外套管的下端与单壁钻杆连接；位于外套管内部的芯管的上端与双壁钻杆的内管连接，芯管的下端外壁与外套管的内壁密封连接，芯管与外套管之间形成环形注气流道，环形注气流道与双壁钻杆的环空连通，芯管的管壁上设置有注气孔，注入到双壁钻杆的环空中的气体进入环形注气流道中，通过注气孔进入芯管内部，在芯管内形成低密度的气液固三相流，在钻杆内外压差和微气泡举升力的作用下，井底高压钻井液及岩屑由井底依次经过单壁钻杆、芯管内部、双壁钻杆内管运移至井口。该气液混合器将外套管和芯管同轴设置，通过外套管与芯管之间的环形注气流道与双壁钻杆的环空连通，再通过芯管管壁上的注气孔进行注气，同时，芯管的上下两端分别与双壁钻杆的内管和单壁钻杆连通，用于输送井底的钻井液和岩屑，增加了流通面积，与现有的气液混合器相比，改善了注气和气液混合效果，同时，保证了钻井液和岩屑的顺畅排出，提高了排渣能力，且气液混合器减小了对钻井液和岩屑的阻碍，钻井液和岩屑对气液混合器的磨损小，提高了气液混合器的寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种气举反循环钻井用气液混合器的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种气液混合器的接头管的横截面示意图。其中，1为接头管、101为第二限位台阶、102为圆周凸台、2为第二密封圈、3为芯管、301为注气孔、4为环形注气流道、5为外套管、501为限位台阶、6为密封圈。具体实施方式本技术的核心是提供了一种气举反循环钻井用气液混合器，提高了气液混合器的气液混合效果和排渣能力。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参考图1，本技术实施例提供了一种气举反循环钻井用气液混合器，以下简称气液混合器，其包括外套管5和芯管3；其中，外套管5为中空管，外套管5的上端用于与双壁钻杆的外管连接，外套管5的下端用于与单壁钻杆连接；芯管3为中空管，芯管3同轴设置于外套管5中，且芯管3的下端外壁与外套管5的内壁密封连接，芯管3的上端用于与双壁钻杆的内管连接，芯管3与外套管5之间形成环形注气流道4，环形注气流道4用于与双壁钻杆的环空连通，芯管3的管壁上开设有多个连通环形注气流道4和芯管3内部的注气孔301，即芯管3的上下两端分别与双壁钻杆的内管和单壁钻杆连通，且环形注气流道4只与双壁钻杆的环空连通，而不与单壁钻杆连通。该气液混合器工作时，将外套管5的上端与双壁钻杆的外管连接，外套管5的下端与单壁钻杆连接；位于外套管5内部的芯管3的上端与双壁钻杆的内管连接，环形注气流道4与双壁钻杆的环空连通。注入到双壁钻杆的内管与外管之间环空中的气体进入环形注气流道4中，通过注气孔301进入芯管3内部，在芯管3内与钻井液和岩屑形成低密度的气液固三相流，在钻杆内外压差和微气泡举升力的作用下，井底高压钻井液及岩屑由井底依次经过单壁钻杆、芯管3内部、双壁钻杆内管运移至井口。可见，该气液混合器将外套管5和芯管3同轴设置，通过外套管5与芯管3之间的环形注气流道4与双壁钻杆的环空连通，再通过芯管3管壁上的注气孔301进行注气，同时，芯管3的上下两端分别与双壁钻杆的内管和单壁钻杆连通，用于输送井底的钻井液和岩屑，增加了流通面积，与现有的气液混合器相比，改善了注气和气液混合效果，同时，保证了钻井液和岩屑的顺畅排出，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气举反循环钻井用气液混合器，其特征在于，包括：外套管，所述外套管的上端用于与双壁钻杆的外管连接，所述外套管的下端用于与单壁钻杆连接；芯管，所述芯管同轴设置于所述外套管中，且所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁密封连接，所述芯管的上端用于与所述双壁钻杆的内管连接，所述芯管与所述外套管之间形成用于与所述双壁钻杆的环空连通的环形注气流道，所述芯管的管壁上开设有多个连通所述环形注气流道和所述芯管内部的注气孔。

【技术特征摘要】
1.一种气举反循环钻井用气液混合器，其特征在于，包括：外套管，所述外套管的上端用于与双壁钻杆的外管连接，所述外套管的下端用于与单壁钻杆连接；芯管，所述芯管同轴设置于所述外套管中，且所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁密封连接，所述芯管的上端用于与所述双壁钻杆的内管连接，所述芯管与所述外套管之间形成用于与所述双壁钻杆的环空连通的环形注气流道，所述芯管的管壁上开设有多个连通所述环形注气流道和所述芯管内部的注气孔。2.根据权利要求1所述的气液混合器，其特征在于，所述外套管的上端设置有用于与所述双壁钻杆的外管外螺纹连接的内螺纹，所述外套管的下端设置有用于与所述单壁钻杆的内螺纹连接的外螺纹。3.根据权利要求1所述的气液混合器，其特征在于，所述外套管的内壁上设置有限位台阶，所述芯管的下端与所述限位台阶限位接触，所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁接触密封。4.根据权利要求3所述的气液混合器，其特征在于，所述芯管的下端外壁与所述外套管的内壁相接触的位置设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠文，李帮民，杨玄，韩洪伟，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11