本实用新型专利技术提供一种三套管气体钻水平井装置，它主要由进液口、出液口、进气口、旋转防喷器、四通、出气口、地层井眼、外部套管、中间套管、内部套管、螺杆钻具、出液孔、轴承、传动轴、进气孔、胶圈、钻杆、钻头组成。液口、出液口、进气口、出气口位于地面上部，旋转防喷器用于防止井喷，四通可导流气固两相流到出气口，螺杆钻具提供动力，传动轴将动力传递到钻杆，钻杆转动带动钻头转动破岩，轴承用于减少钻杆及传动轴的转动阻力，胶圈用于密封液体循环系统和气体循环系统，出液孔用于连通流入和流出的液体，进气孔用于连接流入和流出的气体。液体从进液口进入内部套管，然后进入螺杆钻具，带动螺杆钻具转动，继而从出液孔流出，顺着内部套管和中间套管的环空，流到出液口，气体从进气口进入到外部套管和中间套管的环空，然后从进气孔进入钻杆，并从钻头高速喷出，液体的循环带动螺杆钻具转动，气体的循环用于井眼岩屑的清洁。本实用新技术原理简单，可实现性强，可同时提高井下钻具的动力和气体钻水平井的钻速。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及石油与天然气气体钻井
，更具体地涉及一种三套管气体钻水平井装置。
技术介绍
气体钻水平井过程中，由于井斜角较大，造成钻具的扭矩较大，传递到钻头的动力不足，严重影响了破岩的效率，制约了气体钻井速度的增加。为了增加井下动力，大多数采用螺杆钻具来解决动力不足的的问题。但是气体钻水平过程中，钻杆内和环空流动的介质为气体，气体螺杆钻具增加的动力效果不明显，这也制约了气体钻水平井过程中钻速的增加。因此，若能专利技术一种既能使用空气进行钻井，又能保证井下动力的钻井装置，以上这些问题都会得到有效的解决。
技术实现思路
本技术的目的是:提供一种三套管气体钻水平井装置。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是:本技术一种三套管气体钻水平井装置，包括进液口、出液口、进气口、旋转防喷器、四通、出气口、地层井眼、外部套管、中间套管、内部套管、螺杆钻具、出液孔、轴承、传动轴、进气孔、胶圈、钻杆、钻头。进液口、出液口、进气口、出气口位于地面上部，四通位于旋转防喷器下侧，导出气固两相流体。螺杆钻具安装在内部套管下部，并与传动轴相连接，螺杆钻具右侧上端设有出液孔。传动轴另外一端与钻杆相连，传动轴和钻杆外壁面安装有轴承和胶圈，在内部套管和钻杆上开有进气孔，钻杆底部装有钻头。中间套管底部位于出液孔右侧，外部套管底部位于进气孔右侧。液体从进液口进入内部套管，然后进入螺杆钻具，带动螺杆钻具转动，继而从出液孔流出，顺着内部套管和中间套管的环空，流到出液口，传动轴将螺杆转动传递到钻杆，带动钻杆旋转。同时，气体从进气口进入到外部套管和中间套管的环空，然后从进气孔进入钻杆，并从钻头高速喷出，带动井底岩肩沿着外部套管和地层井眼之间的环空流到四通，并从出气口流出。这就形成了两套循环系统，既增加了井底钻具的动力，又能利用气体钻井增加钻速。本技术的优点:该技术原理简单，可实现性强，能够有效解决气体钻水平井井下动力不足以及钻速慢的问题。【附图说明】图1是本技术一种三套管气体钻水平井装置的结构示意图。图2是图1中A-A剖面的结构示意图。图中:1.进液口，2.出液口，3.进气口，4.旋转防喷器，5.四通，6.出气口，7.地层井眼，8.外部套管，9.中间套管，10.内部套管，11.螺杆钻具，12.出液孔，13.轴承，14.传动轴，15.进气孔，16.胶圈，17.钻杆，18.钻头。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步说明。如图1、图2所示，本技术一种三套管气体钻水平井装置，主要由进液口 1、出液口 2、进气口 3、旋转防喷器4、四通5、出气口 6、地层井眼7、外部套管8、中间套管9、内部套管10、螺杆钻具11、出液孔12、轴承13、传动轴14、进气孔15、胶圈16、钻杆17、钻头18组成。进液口 I和出液口 2用于循环液体的流入和流出，进气口 3用于气体的注入，出气口6用于气固两相流的流出，旋转防喷器4用于防止井喷事故的发生，四通5用于将气固两相流导出到出气口 6以及用于压井管线的接入。外部套管8和地层井眼7之间的环空用于气固两相流流动通道，外部套管8和中间套管9之间的环空用于注入气体的流动通道，中间套管9和内部套管10之间的环空用与流出液体的流动通道，内部套管10内部用于注入液体的流动通道。螺杆钻具11为钻杆17的转动提供动力，传动轴13用于将螺杆钻具11的动力传递给钻杆17。出液孔12用于流入和流出液体的连通通道，进气孔15用于流入和流出气体的连通通道，出液孔12和进气孔15采用耐磨蚀合金钢制成，防止出液孔12和进气孔15磨蚀变形。轴承13用于减少钻杆17和传动轴14转动的摩擦阻力。胶圈16由耐磨、耐腐蚀、耐高温的橡胶材料制成，用于隔绝气体和液体两个循环系统，并保证注入气体顺利进入钻杆17内部，钻头18用于破碎岩石。液体由进液口 I进入，经内部套管10、螺杆钻具U、出液孔12、内部套管和中间套管9中间的环空，最终由出液口 2流出，液体的循环带动螺杆钻具11转动，通过传动轴14将动力传递到钻杆17，钻杆17带动钻头18转动，并进行破岩。与此同时，气体从进气口进入，经中间套管9和外部套管8之间的环空、进气孔15、钻杆17内部、钻头18、井底、外部套管8和地层井眼7之间的环空、四通4，最终由出气口 6流出，气体的循环，将井底的岩肩带至地面，气固两相流最终从出气口 6流出。该装置原理简单，可实现性强，能够同时循环液体和气体，既保证了井下钻具的动力，又提高了钻水平井的速度。【主权项】1.一种三套管气体钻水平井装置，包括进液口(I)、出液口(2)、进气口(3)、旋转防喷器⑷、四通(5)、出气口(6)、地层井眼(7)、外部套管(8)、中间套管(9)、内部套管(10)、螺杆钻具(11)、出液孔(12)、轴承(13)、传动轴(14)、进气孔(15)、胶圈(16)、钻杆(17)、钻头(18)，其特征在于:进液口(I)、出液口(2)、进气口(3)、出气口(6)位于地面上部，四通(5)位于旋转防喷器(4)下侧；螺杆钻具(11)安装在内部套管下部，并与传动轴(14)连接，螺杆钻具(11)右侧上端安装有出液孔(12);传动轴(14)另一端与钻杆(17)连接，钻杆(17)底部与钻头(18)连接；在内部套管(10)和钻杆(17)上开有进气孔(15)，传动轴(14)和钻杆(17)外壁面安装有轴承(13)和胶圈(16);中间套管(9)底部位于出液孔(12)右侧，外部套管(8)底部位于进气孔(15)右侧。2.根据权利要求1所述的一种三套管气体钻水平井装置，其特征在于:出液孔(12)和进气孔(15)采用耐磨蚀合金钢制成。3.根据权利要求1所述的一种三套管气体钻水平井装置，其特征在于:胶圈(16)由耐磨、耐腐蚀、耐高温的橡胶制成。【专利摘要】本技术提供一种三套管气体钻水平井装置，它主要由进液口、出液口、进气口、旋转防喷器、四通、出气口、地层井眼、外部套管、中间套管、内部套管、螺杆钻具、出液孔、轴承、传动轴、进气孔、胶圈、钻杆、钻头组成。液口、出液口、进气口、出气口位于地面上部，旋转防喷器用于防止井喷，四通可导流气固两相流到出气口，螺杆钻具提供动力，传动轴将动力传递到钻杆，钻杆转动带动钻头转动破岩，轴承用于减少钻杆及传动轴的转动阻力，胶圈用于密封液体循环系统和气体循环系统，出液孔用于连通流入和流出的液体，进气孔用于连接流入和流出的气体。液体从进液口进入内部套管，然后进入螺杆钻具，带动螺杆钻具转动，继而从出液孔流出，顺着内部套管和中间套管的环空，流到出液口，气体从进气口进入到外部套管和中间套管的环空，然后从进气孔进入钻杆，并从钻头高速喷出，液体的循环带动螺杆钻具转动，气体的循环用于井眼岩屑的清洁。本实用新技术原理简单，可实现性强，可同时提高井下钻具的动力和气体钻水平井的钻速。【IPC分类】E21B4/02, E21B21/16, E21B7/00【公开号】CN204941342【申请号】CN201520317805【专利技术人】李皋, 孙爱生, 孟英峰, 楚恒智, 冯一 【申请人】西南石油大学【公开日】2016年1月6日【申请日】2015年5月18日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三套管气体钻水平井装置，包括进液口(1)、出液口(2)、进气口(3)、旋转防喷器(4)、四通(5)、出气口(6)、地层井眼(7)、外部套管(8)、中间套管(9)、内部套管(10)、螺杆钻具(11)、出液孔(12)、轴承(13)、传动轴(14)、进气孔(15)、胶圈(16)、钻杆(17)、钻头(18)，其特征在于：进液口(1)、出液口(2)、进气口(3)、出气口(6)位于地面上部，四通(5)位于旋转防喷器(4)下侧；螺杆钻具(11)安装在内部套管下部，并与传动轴(14)连接，螺杆钻具(11)右侧上端安装有出液孔(12)；传动轴(14)另一端与钻杆(17)连接，钻杆(17)底部与钻头(18)连接；在内部套管(10)和钻杆(17)上开有进气孔(15)，传动轴(14)和钻杆(17)外壁面安装有轴承(13)和胶圈(16)；中间套管(9)底部位于出液孔(12)右侧，外部套管(8)底部位于进气孔(15)右侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李皋，孙爱生，孟英峰，楚恒智，冯一，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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