井底增压器以及井底增压方法技术

本发明专利技术提供一种井底增压器以及井底增压方法，所述井底增压器至少包括：单流阀，用于与压力流体相接；上接头，其连接于所述单流阀下端；外筒，其固定连接在所述上接头下端；芯轴，其穿设在所述外筒内，其上端通过空心的活塞与所述外筒内壁滑动连接；下接头，其与所述芯轴下端连接，用于连接喷嘴。所述井底增压方法是将钻柱的重量加压到活塞上，所述钻具加压至所述上接头，带动所述外筒相对所述芯轴下移，使得所述活塞与所述上接头之间的距离缩小，所述芯轴内的泥浆因而被压缩，从而在所述喷嘴处以更大的流速喷出。本发明专利技术能够将钻柱重量转化为钻压，使原有循环流体的压力在流出钻头喷嘴前成倍的增加压力，加速破坏地层，提高钻井机械速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在石油天然气钻井工程中使用的钻柱。
技术介绍
在石油天然气钻井工程中，在井底增加喷射压力，是有效加快钻井机械速度的办法，国内外曾进行过多次试验，但由于结构不合理，材料不过关，使用寿命短，造价高，没有能够推广使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于:提供一种，其能够把钻井工程中的钻压转化为泵压，以增加喷射压力。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括:一种井底增压器，其特征在于，至少包括:单流阀，用于与压力流体相接；上接头，其连接于所述单流阀下端；外筒，其固定连接在所述上接头下端；芯轴，其穿设在所述外筒内，其上端通过空心的活塞与所述外筒内壁滑动连接；下接头，其与所述芯轴下端连接，用于连接钻头和喷嘴。所述的井底增压器，其中:所述单流阀上端连接有旁通阀。所述的井底增压器，其中:所述旁通阀与钻具相接。所述的井底增压器，其中:在所述外筒下端固定连接有花键接头，所述芯轴的外侧设有公键，能够与所述花键接头内侧的键槽卡接。所述的井底增压器，其中:在所述外筒内设有弹簧，所述弹簧位于所述上接头与所述活塞之间。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案还包括:一种井底增压方法，使用如权利要求1中任一项所述的井底增压器，其特征在于:将地面上的钻柱的重量加压到钻具上，所述钻具通过所述单流阀加压至所述上接头，所述上接头带动所述外筒相对所述芯轴下移，使得所述活塞与所述上接头之间的距离缩小，所述芯轴活塞下的泥浆因而被压缩，从而在所述喷嘴处以比常规状态更大的流速喷出。所述的井底增压方法，其中:所述空心活塞与所述外筒内壁的滑动行程为3-5米。所述的井底增压方法，其中:在加压过程中，所述单流阀封闭，所述芯轴活塞下被压缩的泥浆无法从所述上接头中向上回流。所述的井底增压方法，其中:所述单流阀上端连接有旁通阀；在加压过程中，所述旁通阀内的弹簧被压缩，使得所述旁通阀侧壁上开设的溢流孔与所述钻具相通，保证钻具内外的压力平衡。与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果是:本专利技术能够将钻柱重量转化为泵压，使原有循环流体的压力在流出钻头喷嘴前成倍的增加压力，加速破坏地层，提高钻井机械速度，具体来说，还具有如下优点:1、适应各种类型的钻机、不同井径大小、井深井浅、钻头型号、地层变化；2、是额外增加能量把钻压转化为泵压，增加喷射压力，提高对地层的破碎能量；3、控制钻具下放速度，可控制喷射压力的变化，适应不同的地层；4、在活塞的上端装有弹簧，当外筒下压到底位时，弹簧能起减震效果，并能防止活塞同外筒的硬冲击现象；5、投入少，效益好，可提高机械钻速f 2倍，井井都可以使用，无需增加泵的功率，无需强化地面设备耐压能力；6、只增加井底喷射压力，工具以上均不受高压影响，保护钻具，地面设备及人员安全性提高。【附图说明】图1、图2、图3分别是本专利技术提供的井底增压器的下段、中段与上段的剖视结构图；图4是图1中A-A剖面图；图5是图1中B-B剖面图；图6是图3中C-C剖面图。附图标记说明:1_下接头；2-芯轴；3_花键接头；4-外筒；5-活塞；6-弹簧；7-上接头；8_单流阀；9_旁通阀。【具体实施方式】如图1、图2、图3所示，本专利技术提供的一种井底增压器，其至少包括:单流阀8、连接于所述单流阀8下端的上接头7、固定连接在所述上接头7下端的外筒4、固定连接在所述外筒4下端的花键接头3、上端通过空心活塞5与所述外筒4内壁滑动连接的空心芯轴2(滑动行程一般取3-5米)、与所述芯轴2下端连接的下接头I以及设置在所述外筒4内并位于所述上接头7与所述活塞5之间的弹簧6。其中，如图1所示，所述花键接头3以及所述外筒4与所述芯轴2滑动连接。安装的时候，所述单流阀8上端可通过旁通阀9与钻具相接，所述下接头I可与钻头喷嘴相接；如图4所示，所述芯轴2的外侧设有花键，能够与所述花键接头3内侧的键槽卡接，以将井口的钻具的扭矩传递给所述下接头I所接的钻头。平常使用的时候，所述钻具内的高压泥浆经旁通阀9后，压缩所述单流阀8内的压缩弹簧，然后经过所述单流阀8进入上接头7内部，接着通过所述空心活塞5、空心芯轴2以及下接头I的内部，从所述喷嘴中高速喷出，以向下钻进。在需要增加喷射压力的时候，将地面上的钻柱的重量加压到所述钻具上，所述钻具则通过所述旁通阀9以及单流阀8加压至所述上接头7，所述上接头7再带动所述外筒4相对所述芯轴2下移，使得所述活塞5与所述上接头7之间的距离急速缩小，故使得所述芯轴2内的泥浆被急剧压缩，从而在所述喷嘴处以更大的流速喷出，达到加压效果。其中，由于所述上接头7上接有单流阀8，在上述加压过程中，所述单流阀8封闭，所述芯轴2内被急剧压缩的泥浆无法从所述上接头7中向上回流，保证了加压效果。另外，在加压过程中，所述旁通阀9内的压缩弹簧被压缩，使得所述旁通阀9侧壁上开设的溢流孔与所述钻具相通，因此，可在上述加压过程中，保证钻具内外的压力平衡，防止地面上的压力泵等器件由于泥浆被单流阀8封闭而过压损坏，另外，在地面设备上另有安全放压装置，也可防止钻具内的泥浆压力升高。可见，本专利技术能够将钻柱重量转化为泵压，使原有循环流体的压力在流出钻头喷嘴前成倍的增加压力，加速破坏地层，提高钻井机械速度。上述加压力量是由钻柱重量提供，钻柱重量可在地面上掌控，因此，本专利技术非常容易实现，与现有技术相比，具有如下优点:1、适应各种类型的钻机、不同井径大小、井深井浅、钻头型号、地层变化；2、是额外增加能量把钻压转化为泵压，增加喷射压力，提高对地层的破碎能量；3、控制钻具下放速度，可控制喷射压力的变化，适应不同的地层；4、在活塞5的上端装有弹簧6，当外筒4下压到底位时，弹簧6能起减震效果，并能防止活塞5同外筒4的硬冲击现象；5、投入少，效益好，可提高机械钻速广2倍，井井都可以使用，无需增加压力泵的功率，无需强化地面设备耐压能力；6、只增加井底喷射压力，工具以上均不受高压影响，保护钻具，地面设备及人员安全性提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井底增压器，其特征在于，至少包括：单流阀，用于与压力流体相接；上接头，其连接于所述单流阀下端；外筒，其固定连接在所述上接头下端；芯轴，其穿设在所述外筒内，其上端通过空心的活塞与所述外筒内壁滑动连接；下接头，其与所述芯轴下端连接，用于连接喷嘴。

【技术特征摘要】
1.一种井底增压器，其特征在于，至少包括: 单流阀，用于与压力流体相接； 上接头，其连接于所述单流阀下端； 外筒，其固定连接在所述上接头下端； 芯轴，其穿设在所述外筒内，其上端通过空心的活塞与所述外筒内壁滑动连接； 下接头，其与所述芯轴下端连接，用于连接喷嘴。2.根据权利要求1所述的井底增压器，其特征在于:所述单流阀上端连接有旁通阀。3.根据权利要求2所述的井底增压器，其特征在于:所述旁通阀与钻具相接。4.根据权利要求1所述的井底增压器，其特征在于:在所述外筒下端固定连接有花键接头，所述芯轴的外侧设有凸筋，能够与所述花键接头内侧的键槽卡接。5.根据权利要求1所述的井底增压器，其特征在于:在所述外筒内设有弹簧，所述弹簧位于所述上接头与所述活塞之间。6.一种井底增压方法，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晓瑞，
申请(专利权)人：杜晓瑞，
类型：发明
国别省市：河南;41