用于石油钻井井场循环系统的解堵工具技术方案

本发明专利技术公开了用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，包括两端敞口的外管，所述外管底部为上大下小的锥形部，锥形部外环形均布若干解堵杆，每根解堵杆均与锥形部滑动配合，且所有解堵杆的底端均连接在插入头上，所述插入头呈尖端朝下的锥形；还包括与外管转动配合的内柱，所述内柱的底端插入至外管内、内柱的顶端位于外管外；内柱底部固定连接旋流叶片，内柱顶部固定连接第一握持件。本发明专利技术提供用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，以解决现有技术中无法在不拆卸网状格栅的前提下对反流槽进行物理解堵的问题，实现提高对反流槽的物理解堵效率、避免来回拆装网状格栅的目的。避免来回拆装网状格栅的目的。避免来回拆装网状格栅的目的。

【技术实现步骤摘要】
用于石油钻井井场循环系统的解堵工具


[0001]本专利技术涉及钻井循环系统领域，具体涉及用于石油钻井井场循环系统的解堵工具。

技术介绍

[0002]在石油天然气开采领域，循环系统是井场八大系统之一，用于实现钻井液在井下与地面的循环。循环系统包括钻井泵、高压管线、水龙头、泥浆槽等。
[0003]泥浆槽，又称钻井液槽、返流槽，是石油开采钻完井工作中，钻井液从井口流回至沉淀池或泥浆池时，从井口至固控设备之间所通过的槽子，用于输送从井内返出的带有岩屑或地层砂的泥浆。流经泥浆槽的钻井液中带有较多岩屑，返出的岩屑容易沉积在泥浆槽中，导致泥浆槽内液面上升，液面上升的危害有以下几点：(1)使得液位传感器所测得的液位上升，而位于司钻房或中控室内的工程人员无法获知该液位上升是出现井内异常情况还是岩屑堆积造成，容易造成对井内情况的误判；(2)在钻速较快时，岩屑容易在返流槽内形成泥球，导致岩屑堆积甚至堵塞返流槽，影响循环系统的正常运行。为了便于有害气体快速扩散以及便于观察，现有技术中的泥浆槽都是敞口结构，并在其上铺设网状格栅，网状格栅不仅能够避免大型杂物掉入槽内，还在井场空间有限时(如海上钻井平台)为工作人员提供行走踩踏的支撑。
[0004]在钻井作业现场，发现泥浆槽液位异常升高后安排专人前往泥浆槽处确认岩屑沉积情况，若发现岩屑堆积堵塞，则需要首先将铺设在泥浆槽上的网状格栅拆卸取走，再用铲子等工具将堆积成块的岩屑捣碎使其顺流至下游的固控系统处排掉，之后再重新将网状格栅安装在反流槽上；此过程中网状格栅的拆卸与安放耗时耗力，并不便于快速对反流槽进行解堵，并且时常出现解堵完成后钻工忘记将网状格栅装回复位就去忙于其它事情，进而使得反流槽出形成安全隐患。综上所述，现有技术中还没有能够在不拆卸网状格栅的前提下对反流槽进行物理解堵的手段。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，以解决现有技术中无法在不拆卸网状格栅的前提下对反流槽进行物理解堵的问题，实现提高对反流槽的物理解堵效率、避免来回拆装网状格栅的目的。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，包括两端敞口的外管，所述外管底部为上大下小的锥形部，锥形部外环形均布若干解堵杆，每根解堵杆均与锥形部滑动配合，且所有解堵杆的底端均连接在插入头上，所述插入头呈尖端朝下的锥形；还包括与外管转动配合的内柱，所述内柱的底端插入至外管内、内柱的顶端位于外管外；内柱底部固定连接旋流叶片，内柱顶部固定连接第一握持件。
[0008]针对现有技术中无法在不拆卸网状格栅的前提下对反流槽进行物理解堵的问题，
本专利技术提出一种用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，本工具专门为安装有网状格栅的反流槽所设计，能够在不拆卸网状格栅的前提下实现对反流槽内堆积的岩屑的破碎。具体的，本工具包括两端敞口的外管，外管用于从格栅内插入至反流槽中，因此本申请虽不对外管外径进行明确限定，但是本领域技术人员应该知道外管外径需要小于所对应使用的井场反流槽格栅的网孔尺寸。外管底部设置为上大下小的锥形结构，定义为锥形部，锥形部外环形均布若干解堵杆，每根解堵杆均与锥形部滑动配合，从而使得外管能够整体下行。插入头位于外管的下方，且与外管之间通过若干环形均布的解堵杆实现连接。当外管向下运动时，将各解堵杆向四周推开，外管与插入头之间逐渐接近；反之当外管向上运动时，各解堵杆向内收拢，外管与插入头之间逐渐远离。本申请中设置中空的外管，便于内柱自顶端插入其中，并且使得内柱与外管之间转动配合，通过驱动内柱顶部的第一握持件可带动内柱在外管内部进行转动，同时带动内柱底部的旋流叶片进行转动。本申请在初始状态下各解堵杆向内收拢、外管与插入头之间距离较远，在此状态下将整个工具底部从格栅内插入至反流槽中堆积岩屑的位置，插入过程中首先对岩屑进行一次破碎；其次在无法继续插入时，可能是已经到底、也可能是堆积的岩屑已经压实致密，此时工作人员下压外管，使外管连同内柱共同下行，利用人力将各解堵杆向外展开，解堵杆展开过程中对周围岩屑进行二次破碎；此后本申请提供以下几种后续解堵方式：第一种，使用者一手握住第一握持件保持内柱的相对固定，另一手转动外管，使外管在岩屑槽内转动，此时外管底端以及各解堵杆共同对堆积的岩屑进行再次破碎，使得堆积在反流槽内的岩屑快速失去稳定的聚集结构、被分散后随钻井液向下游固控系统流动；第二种，用者一手握住外管保持相对固定，另一手通过第一握持件驱动内柱转动，内柱转动过程中带动底部的旋流叶片同步转动形成旋流，该旋流流体从此时外管与插入头之间的缝隙内、通过各解堵杆之间的缺口向外排出，形成十分混乱的紊流结构，对本工具周围堆积的岩屑从其内部进行冲刷，进而破坏堆积岩屑的稳定性；众所周知，岩屑在岩屑槽内堆积状态下受近乎单向的反流钻井液冲刷，在该单向流动状态下形成较为稳定的结构才会导致岩屑堆积，而本申请中通过内柱和旋流叶片的配合，能够直接从底部为堆积的岩屑施加混乱紊流，彻底扰乱岩屑周围的流态，进而有利于对岩屑槽内堆积岩屑的破坏；此外，由于本申请底部是插入至岩屑槽内使用，使用过程中上游依然有夹带岩屑的钻井液返出，若有岩屑进入外管与插入头之间或解堵杆与外管之间的缝隙内，有可能影响下次使用、严重时甚至影响本工具的回收，本方案中利用旋流叶片形成的局部强紊流流态能够充分克服此问题，避免本工具在使用过程中被岩屑阻塞受损，显著提高本申请的使用安全性和稳定性。此外，第三种使用方式是同时使得外管和内柱进行转动，两者可以反向转动，也可以同向但不同速的进行转动，以此同时实现前述两种使用方式中的技术效果。综上，本申请解决了现有技术中无法在不拆卸网状格栅的前提下对反流槽进行物理解堵的问题，实现了提高对反流槽的物理解堵效率、避免来回拆装网状格栅的目的。
[0009]进一步的，所述插入头顶部边缘沿周向均匀开设若干缺口，每个缺口内均通过转轴铰接一解堵杆，转轴外还套设扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端连接在解堵杆上、另一端连接在缺口内壁。本方案中解堵杆底部铰接在插入头顶部，并通过扭转弹簧提供弹性复位力。其中插入头顶部开设缺口是为了便于实现转轴的安装，同时有利于为解堵杆底部提供转动空间。
[0010]进一步的，内柱底部固定连接连杆，所述旋流叶片设置在连杆底端，且旋流叶片位
于外管内部。通过连杆使得旋流叶片悬空在外管内，便于其转动时顺利扰动钻井液。
[0011]进一步的，所述外管与内柱之间通过若干轴承转动连接。提供外管与内柱之间相对转动稳定性，同时起到轴向限位的效果。
[0012]进一步的，所述内柱顶端开设第一盲孔，还包括活动插设在所述第一盲孔内的传导杆，所述传导杆顶部固定连接第二握持件。传导杆活动插设在第一盲孔内，因此能够在第一盲孔内做上下移动。专利技术人在进一步研究过程中发现，本工具通过网格插入泥浆槽后，容易受阻难以插入致密堆积的岩屑内。通过本方案，在使用时工作人员手握第二握持件，上提传导杆再用力下锤，通过传导杆作为施力与传力部件，实现对内柱的向下锤击，带动外管同步向下运动，从而有利于插入头插入致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，其特征在于，包括两端敞口的外管(1)，所述外管(1)底部为上大下小的锥形部(2)，锥形部(2)外环形均布若干解堵杆(3)，每根解堵杆(3)均与锥形部(2)滑动配合，且所有解堵杆(3)的底端均连接在插入头(4)上，所述插入头(4)呈尖端朝下的锥形；还包括与外管(1)转动配合的内柱(5)，所述内柱(5)的底端插入至外管(1)内、内柱(5)的顶端位于外管(1)外；内柱(5)底部固定连接旋流叶片(6)，内柱(5)顶部固定连接第一握持件(7)。2.根据权利要求1所述的用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，其特征在于，所述插入头(4)顶部边缘沿周向均匀开设若干缺口(401)，每个缺口(401)内均通过转轴(402)铰接一解堵杆(3)，转轴(402)外还套设扭转弹簧(403)，所述扭转弹簧(403)的一端连接在解堵杆(3)上、另一端连接在缺口(401)内壁。3.根据权利要求1所述的用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，其特征在于，内柱(5)底部固定连接连杆(8)，所述旋流叶片(6)设置在连杆(8)底端，且旋流叶片(6)位于外管(1)内部。4.根据权利要求1所述的用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，其特征在于，所述外管(1)与内柱(5)之间通过若干轴承(9)转动连接。5.根据权利要求1所述的用于石油钻井井场循环系统的解堵工具，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClE二一B二一零六，
申请(专利权)人：熊朝柱，
类型：发明
国别省市：