一种井下同心管水力举升泵制造技术

本发明专利技术公开了一种井下同心管水力举升泵，它包括增压机构、连接机构和引流机构三部分。增压机构由增压喷头、增压接头等组成；连接机构由回流接头、变径接头等组成；引流机构由引流喷头、射流管等组成。增压机构顶端的内管、外管和流道变换接头分别与管柱接头连接，增压机构和引流机构通过连接机构连接。本发明专利技术采用多重负压吸收和射流举升结构，通过控制动力液流量，实现不同程度地抽吸与举升返出液；提高环空返出液运移速度和流动性，降低管道内的岩屑沉积，有效防止发生卡泵和管道堵塞现象，从而提高生产作业效率和安全性。本发明专利技术适用于反循环控压钻井、高含砂采油、天然气水合物钻采等助排作业中，且具有结构简单、节能降耗和可靠性高的特点。性高的特点。性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种井下同心管水力举升泵


[0001]本专利技术属于能源开采装备领域，具体涉及一种井下同心管水力举升泵。

技术介绍

[0002]近年来，由于社会生产、生活对石油、天然气等资源的需求量越来越大，所以石油和天然气资源的开采深度不断增加，陆地井下部环空压力随深度增加，以及深水油气及水合物开发中浅表层钻进中存在窄密度窗口，地层疏软易漏失，钻井过程中井筒内压力需要精确调控的问题，否则容易导致井壁失稳，发生井漏事故，影响钻井效率；目前常采用配置钻井液、使用气体、充气、泡沫等控制井筒液柱压力的方法，但这些方法施展难度较大，且各有相互配套的工艺要求，适用性较差；现有的专利CN 101725543 A提出的一种环空涡轮抽吸泵，通过钻井液驱动内部涡轮转动，带动外侧的涡轮泵叶片转动，实现对钻井液的举升，但是涡轮叶片裸露在外面，使得工具不能用于大多复杂井段，具有很大的限制性。
[0003]水平井和大位移井目前在石油、天然气、页岩气和天然气水合物开采领域广泛使用。然而，在钻井过程中产生的岩屑和生产过程中的油气流动带出的大量砂石，岩屑或砂石在重力作用下容易沉积在水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井等的下井壁，在日常钻井过程中，如果不能很好实现混合浆液运移，提高环空返出液流速，岩屑或砂石堆积会形成岩屑床或沉砂，大大地影响钻完井作业过程的效率和安全。现有的专利CN 112482986 A提出一种井下液力举升工具，钻杆内流动的钻井液驱动涡轮动力机构旋转，通过涡轮中心轴和万向联轴机构带动螺杆轴流机构转子旋转，实现对环空钻井液的举升和水平段环空岩屑的运移，但是其结构复杂，效率低，寿命低，易发生卡泵和管道堵塞现象。
[0004]同时，通过调研现有可用于井下举升的各类泵，分析后发现其均不能满足反循环控压钻井、高含砂采油、天然气水合物钻采等助排作业，在应用过程还存在以下诸多不足之处，主要表现为：
[0005](1)现有的射流举升工具还存在着效率差、泵压低、扬程小的问题，直接影响了生产效率和产能。
[0006](2)现有的生产工艺中，使用圆盘泵、多级离心泵和柱塞泵等电力驱动泵，这些举升泵需单独下放至海底或依附在举升管柱上且需要电缆连接，其工艺复杂、工作量大。
[0007](3)现有的涡轮式水力举升工具结构复杂，由于生产过程中混合液含砂量往往较高，因此极易出现卡泵和管道堵塞现象，将耗费大量人力物力进行停工检修，造成重大经济损失。
[0008]因此，为了满足同心钻杆反循环控压钻井工艺、同心双管排砂采油工艺、双层管天然气水合物钻采工艺等的需求，同时解决上述现有井下举升泵存在的不足，亟需专利技术一种新型的井下同心管水力举升泵，提高环空返出液运移速度和流动性，降低管道内的岩屑沉积，有效防止发生卡泵和管道堵塞现象，从而提高生产作业效率和安全性。

技术实现思路

[0009](一)解决的技术问题
[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种井下同心管水力举升泵。本专利技术采用引流机构和增压机构相结合的多级射流举升方式，解决了生产效率低的问题，提高了生产作业效率；本工具可直接连接在生产管柱并随管柱下放钻进，解决了现有生产举升泵布置工艺复杂、工作量大的问题；本专利技术采用负压吸收的原理，井下管柱内部无运动构件，解决了易发生卡泵和管道堵塞现象的问题，降低了停工检修损失，提高了使用寿命和可靠性。
[0011](二)技术方案
[0012]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种井下同心管水力举升泵，其特征在于：它由增压机构、连接机构和引流机构组成；其中，增压机构由外管A1、内管B2、增压接头3、上引流接头4、增压喷头5、增压喷头挡块6、增压喷头连接块7、引流管8、内管C9和外管D10组成，外管A1底端与外管D10顶端通过螺纹连接，内管B2底端与增压接头3顶端通过螺纹连接，上引流接头4设置有凸台Ⅱ401、凸台Ⅲ402、凸台Ⅳ403、凸台
Ⅴ
404、回流孔Ⅰ405、过流孔Ⅰ406和回流孔Ⅱ407，增压接头3底端与上引流接头4的凸台Ⅱ401通过螺纹连接，上引流接头4的凸台Ⅲ402通过螺纹与外管A1的凸台Ⅰ1
‑
1连接，增压喷头5通过螺纹与增压喷头连接块7连接，增压喷头挡块6与增压喷头连接块7分别通过螺纹和上引流接头4的凸台Ⅳ403连接，引流管8顶端和内管C9顶端分别与上引流接头4的凸台Ⅳ403和凸台
Ⅴ
404通过螺纹连接；连接机构由上分流板11、回流接头12和变径接头13组成，回流接头12设置有凸台
Ⅵ
1201、凸台
Ⅶ
1202、凹槽Ⅰ1203、凸台
Ⅷ
1204、凹槽Ⅱ1205、回流孔Ⅲ1206、回流孔Ⅳ1207和过流孔Ⅱ1208，回流接头12的凸台
Ⅵ
1201、凸台
Ⅶ
1202、凸台
Ⅷ
1204分别通过螺纹和外管D10底端、内管C9底端、外管E14顶端连接，上分流板11和变径接头13分别与回流接头12的凹槽Ⅰ1203和凹槽Ⅱ1205通过螺纹连接；引流机构由外管E14、内管F15、射流管16、射流管垫圈17、下引流接头18、引流喷头19、引流喷头挡块20、引流喷头连接块21、内管G22、外管H23、下分流板24和流道变换接头25组成，内管F15顶端与变径接头13底端通过螺纹连接，下引流接头18设置有凸台
Ⅸ
1801、凸台
Ⅹ
1802、凸台
Ⅺ
1803、凸台
Ⅻ
1804、抽吸孔1805、回流孔
Ⅴ
1806和过流孔Ⅲ1807，流道变换接头25设置有凸台
ⅰ
2501、凸台
ⅱ
2502、凸台
ⅲ
2503和过流孔Ⅳ2504，外管E14底端、内管F15底端、外管H23顶端、内管G22顶端分别通过螺纹和下引流接头18的凸台
Ⅸ
1801、凸台
Ⅹ
1802、凸台
Ⅺ
1803、凸台
Ⅻ
1804连接，射流管16固定在内管F15内部，射流管16与下引流接头18之间设置有射流管垫圈17，引流喷头19通过螺纹与引流喷头连接块21连接，引流喷头挡块20与引流喷头连接块21分别通过螺纹和下引流接头18的凸台
Ⅻ
1804连接，外管H23底端、下分流板24分别通过螺纹和流道变换接头25的凸台
ⅰ
2501、凸台
ⅲ
2503连接。
[0013]所述的一种井下同心管水力举升泵，其特征在于：所述的增压接头3内部设有喉管通道3
‑
1，喉管通道3
‑
1底端是混合管，用于动力液与返出液进行动量交换，喉管通道3
‑
1顶端是扩散管，对返出液起到减速增压的作用。
[0014]所述的一种井下同心管水力举升泵，其特征在于：所述的上分流板11和下分流板24两侧分别设有柱形分隔层Ⅰ11
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下同心管水力举升泵，其特征在于包括增压机构、连接机构和引流机构；其中，增压机构由外管A(1)、内管B(2)、增压接头(3)、上引流接头(4)、增压喷头(5)、增压喷头挡块(6)、增压喷头连接块(7)、引流管(8)、内管C(9)和外管D(10)组成，外管A(1)底端与外管D(10)顶端通过螺纹连接，内管B(2)底端与增压接头(3)顶端通过螺纹连接，上引流接头(4)设置有凸台Ⅱ(401)、凸台Ⅲ(402)、凸台Ⅳ(403)、凸台
Ⅴ
(404)、回流孔Ⅰ(405)、过流孔Ⅰ(406)和回流孔Ⅱ(407)，增压接头(3)底端与上引流接头(4)的凸台Ⅱ(401)通过螺纹连接，上引流接头(4)的凸台Ⅲ(402)通过螺纹与外管A(1)的凸台Ⅰ(1
‑
1)连接，增压喷头(5)通过螺纹与增压喷头连接块(7)连接，增压喷头挡块(6)与增压喷头连接块(7)分别通过螺纹和上引流接头(4)的凸台Ⅳ(403)连接，引流管(8)顶端和内管C(9)顶端分别与上引流接头(4)的凸台Ⅳ(403)和凸台
Ⅴ
(404)通过螺纹连接；连接机构由上分流板(11)、回流接头(12)和变径接头(13)组成，回流接头(12)设置有凸台
Ⅵ
(1201)、凸台
Ⅶ
(1202)、凹槽Ⅰ(1203)、凸台
Ⅷ
(1204)、凹槽Ⅱ(1205)、回流孔Ⅲ(1206)、回流孔Ⅳ(1207)和过流孔Ⅱ(1208)，回流接头(12)的凸台
Ⅵ
(1201)、凸台
Ⅶ
(1202)、凸台
Ⅷ
(1204)分别通过螺纹和外管D(10)底端、内管C(9)底端、外管E(14)顶端连接，上分流板(11)和变径接头(13)分别与回流接头(12)的凹槽Ⅰ(1203)和凹槽Ⅱ(1205)通过螺纹连接；引流机构由外管E(14)、内管F(15)、射流管(16)、射流管垫圈(17)、下引流接头(18)、引流喷头(19)、引流喷头挡块(20)、引流喷头连接块(21)、内管G(22)、外管H(23)、下分流板(24)和流道变换接头(25)组成，内管F(15)顶端与变径接头(13)底端通过螺纹连接，下引流接头(18)设置有凸台
Ⅸ
(1801)、凸台
Ⅹ
(1802)、凸台
Ⅺ
(1803)、凸台
Ⅻ
(1804)、抽吸孔(1805)、回流孔
Ⅴ
(1806)和过流孔Ⅲ(1807)，流道变换接头(25)设置有凸台
ⅰ
(2501)、凸台
ⅱ
(2502)、凸台
ⅲ
(2503)和过流孔Ⅳ(2504)，外管E(14)底端、内管F(15)底端、外管H(23)顶端、内管G(22)顶端分别通过螺纹和下引流接头(18)的凸台
Ⅸ
(1801)、凸台
Ⅹ
(1802)、凸台
Ⅺ
(1803)、凸台
Ⅻ
(1804)连接，射流管(16)固定在内管F(15)内部，射流管(16)与下引流接头(18)之间设置有射流管垫圈(17)，引流喷头(19)通过螺纹与引流喷头连接块(21)连接，引流喷头挡块(20)与引流喷头连接块(21)分别通过螺纹和下引流接头(18)的凸台
Ⅻ
(1804)连接，外管H(23)底端、下分流板(24)分别通过螺纹和流道变换接头(25)的凸台
ⅰ
(2501)、凸台
ⅲ
(2503)连接。2.根据权利要求1所述的一种井下同心管水力举升泵，其特征在于：所述的增压接头(3)内部设有喉管通道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洋，张吴镝，张烈辉，张玉林，熊浩宇，谢娜，陈鹏，王国荣，赵金海，王金忠，高翔，袁光杰，何玉发，王成林，李清平，刘和兴，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，
类型：发明
国别省市：