一种井下可换芯与分流同心管射流泵制造技术

本发明专利技术公开了一种井下可换芯与分流同心管射流泵，它包括锁芯机构、换芯机构和导流机构三部分。锁芯机构由自锁块、锁块等组成；换芯机构由射流喷嘴、分流喷嘴等组成；导流机构由导流管、下接头等组成。锁芯机构的外管、上接头和导流机构的下接头分别与上下管柱接头连接，锁芯机构底端和导流机构顶端连接，换芯机构通过锁钩卡紧在锁芯机构和导流机构内。本发明专利技术同时采用射流举升结构和卡扣锁紧结构，通过控制动力液注入流量和替换不同内径的换芯机构，实现返出液不同程度抽吸与举升；提高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；且具有便于维护、节能降耗和可靠性高的特点。靠性高的特点。靠性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种井下可换芯与分流同心管射流泵


[0001]本专利技术属于能源开采装备领域，具体涉及一种井下可换芯与分流同心管射流泵。

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CN101725543A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CN112482986A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)现有的射流泵等经过长时间抽吸和举升高含砂混合浆液，存在冲蚀、磨损和堵塞等故障，将严重影响其工作性能，降低作业效率，且其不能进行动力液分流，无法在其下部安装动力钻具、压控喷射工具等。
[0006](2)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。
[0007](3)现有的圆盘泵、多级离心泵和柱塞泵等电力驱动泵，其需要电缆连接且需单独下放至海底或依附在作业管柱上，导致其工艺复杂、工作量大。
[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可换芯与分流同心管射流泵，精确调控井下压力并便于换芯，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，提供一种井下可换芯与分流同心管射流泵。本专利技术采用卡扣锁紧式换芯机构，实现泵芯可更换，以解决泵芯冲蚀和磨损的问题；可直接连接在生产管柱并随管柱下放钻进，以解决现有生产举升泵布置工艺复杂、工作量大的问题；采用射流举升结构和卡扣锁紧结构，通过控制动力液注入流量和替换不同内径的换芯机构，以满足不同程度地抽吸与举升返出液，精确调控井下压力的需求；采用负压吸收的原理，井下管柱内部无运动构件，以解决易发生卡泵和管道堵塞现象的问题，降低停工检修损失，提高使用寿命和可靠性。
[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：一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：它由锁芯机构、换芯机构和导流机构组成；其中，锁芯机构由外管1、上接头2、自锁连通接头座3、封盖4、锁钩5、复位弹簧6、自锁块7、自锁块压缩弹簧8、锁块9、锁块复位弹簧10和紧固螺钉22组成，自锁连通接头座3设置有凸台Ⅰ301、凹槽Ⅰ302、自锁块孔303、凸台Ⅱ304、通孔Ⅰ305、抽吸孔306、凸台Ⅲ307、凸台Ⅳ308、弹簧座309、凸台
Ⅴ
310、凸台
Ⅵ
311、凹槽Ⅱ312、螺钉孔313、凸台
Ⅶ
314和通孔Ⅱ315，外管1底端和上接头2底端分别与自锁连通接头座3的凸台
Ⅶ
314和凸台Ⅰ301通过螺纹连接，封盖4通过紧固螺钉22与自锁连通接头座3的螺钉孔313连接，锁钩5通过复位弹簧6与自锁块7连接，自锁块7通过自锁块压缩弹簧8与自锁连通接头座3的凸台
Ⅵ
311连接，锁块9与自锁连通接头座3的凸台
Ⅴ
310通过螺纹连接，锁块9底端通过锁块复位弹簧10与自锁连通接头座3的弹簧座309连接；换芯机构由喉管扩散管11、连接管12、射流喷嘴13、橡胶密封圈Ⅰ14、喷嘴连接管15、分流喷嘴18和橡胶密封圈Ⅱ19组成，喷嘴连接管15中间管段设置有周向均匀分布的矩形孔15
‑
1，用于动力液从进水外管16流通进入喷嘴连接管15内，喉管扩散管11顶端通过锁钩5与自锁块7连接，喉管扩散管11底端与连接管12顶端通过螺纹连接，连接管12底端与射流喷嘴13顶端通过螺纹连接，射流喷嘴13底端外侧设有橡胶密封圈Ⅰ14，喷嘴连接管15顶端与射流喷嘴13底端内侧通过螺纹连接，喷嘴连接管15底端与分流喷嘴18顶端内侧通过螺纹连接，分流喷嘴18顶端外侧设有橡胶密封圈Ⅱ19；导流机构由进水外管16、导流管17、支撑弹簧20和下接头21组成，下接头21设置有凸台
Ⅷ
2101、凸台
Ⅸ
2102、通孔Ⅲ2103、凸台
Ⅹ
2104和凸台
Ⅺ
2105，进水外管16中间管段设置有多个键槽型孔16
‑
1，用于动力液的流通，进水外管16顶端与自锁连通接头座3的凸台Ⅲ307通过螺纹连接，进水外管16底端与下接头21的凸台
Ⅷ
2101通过螺纹连接，导流管17顶端与自锁连通接头座3的凸台Ⅳ308通过螺纹连接，导流管17底端与下接头21的凸台
Ⅺ
2105通过螺纹连接，分流喷嘴18底端通过支撑弹簧20与下接头21连接，支撑弹簧20底端固定在下接头21的凸台
Ⅹ
2104上。
[0013]所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的外管1和上接头2顶端均设有螺纹，用于连接顶部管柱。
[0014]所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的自锁连通接头座3两侧设有周向分布的通孔Ⅱ315，用于动力液流通到导流机构；中间设有通孔Ⅰ305，用于安装换芯机构；底端设有周向发布的抽吸孔306，用于混合浆液的流通。
[0015]所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的封盖4外侧设有
线性对称分布的沉头孔4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于包括锁芯机构、换芯机构和导流机构；其中，锁芯机构由外管(1)、上接头(2)、自锁连通接头座(3)、封盖(4)、锁钩(5)、复位弹簧(6)、自锁块(7)、自锁块压缩弹簧(8)、锁块(9)、锁块复位弹簧(10)和紧固螺钉(22)组成，自锁连通接头座(3)设置有凸台Ⅰ(301)、凹槽Ⅰ(302)、自锁块孔(303)、凸台Ⅱ(304)、通孔Ⅰ(305)、抽吸孔(306)、凸台Ⅲ(307)、凸台Ⅳ(308)、弹簧座(309)、凸台
Ⅴ
(310)、凸台
Ⅵ
(311)、凹槽Ⅱ(312)、螺钉孔(313)、凸台
Ⅶ
(314)和通孔Ⅱ(315)，外管(1)底端和上接头(2)底端分别与自锁连通接头座(3)的凸台
Ⅶ
(314)和凸台Ⅰ(301)通过螺纹连接，封盖(4)通过紧固螺钉(22)与自锁连通接头座(3)的螺钉孔(313)连接，锁钩(5)通过复位弹簧(6)与自锁块(7)连接，自锁块(7)通过自锁块压缩弹簧(8)与自锁连通接头座(3)的凸台
Ⅵ
(311)连接，锁块(9)与自锁连通接头座(3)的凸台
Ⅴ
(310)通过螺纹连接，锁块(9)底端通过锁块复位弹簧(10)与自锁连通接头座(3)的弹簧座(309)连接；换芯机构由喉管扩散管(11)、连接管(12)、射流喷嘴(13)、橡胶密封圈Ⅰ(14)、喷嘴连接管(15)、分流喷嘴(18)和橡胶密封圈Ⅱ(19)组成，喷嘴连接管(15)中间管段设置有周向均匀分布的矩形孔(15
‑
1)，用于动力液从进水外管(16)流通进入喷嘴连接管(15)内，喉管扩散管(11)顶端通过锁钩(5)与自锁块(7)连接，喉管扩散管(11)底端与连接管(12)顶端通过螺纹连接，连接管(12)底端与射流喷嘴(13)顶端通过螺纹连接，射流喷嘴(13)底端外侧设有橡胶密封圈Ⅰ(14)，喷嘴连接管(15)顶端与射流喷嘴(13)底端内侧通过螺纹连接，喷嘴连接管(15)底端与分流喷嘴(18)顶端内侧通过螺纹连接，分流喷嘴(18)顶端外侧设有橡胶密封圈Ⅱ(19)；导流机构由进水外管(16)、导流管(17)、支撑弹簧(20)和下接头(21)组成，下接头(21)设置有凸台
Ⅷ
(2101)、凸台
Ⅸ
(2102)、通孔Ⅲ(2103)、凸台
Ⅹ
(2104)和凸台
Ⅺ
(2105)，进水外管(16)中间管段设置有多个键槽型孔(16
‑
1)，用于动力液的流通，进水外管(16)顶端与自锁连通接头座(3)的凸台Ⅲ(307)通过螺纹连接，进水外管(16)底端与下接头(21)的凸台
Ⅷ
(2101)通过螺纹连接，导流管(17)顶端与自锁连通接头座(3)的凸台Ⅳ(308)通过螺纹连接，导流管(17)底端与下接头(21)的凸台
Ⅺ
(2105)通过螺纹连接，分流喷嘴(18)底端通过支撑弹簧(20)与下接头(21)连接，支撑弹簧(20)底端固定在下接头(21)的凸台
Ⅹ
(2104)上。2.根据权利要求1所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的自锁连通接头座(3)两侧设有周向分布的通孔Ⅱ(315)，用于动力液流通到导流机构；中间设有通孔Ⅰ(305)，用于安装换芯机构；底端设有周向发布的抽吸孔(306)，用于混合浆液的流通。3.根据权利要求1所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的封盖(4)外侧设有线性对称分布的沉头孔(4
‑
1)，用于安装紧固螺钉(22)；内侧顶端设有锁钩台(4
‑
2)，用于锁钩(5)松开换芯机构。4.根据权利要求1所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的自锁块(7)设有通孔Ⅳ(701)、压缩弹簧孔(702)、换芯台(703)、渐变台阶(704)和抽吸台(705)，通孔Ⅳ(701)用于安装复位弹簧(6)；压缩弹簧孔(702)用于安装自锁块压缩弹簧(8)；渐变台阶(704)呈逐级降低型台阶。5.根据权利要求1所述的一种井下可换芯与分流同心管射流泵，其特征在于：所述的锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洋，张吴镝，王金忠，赵金海，张玉林，熊浩宇，谢娜，陈鹏，王国荣，张烈辉，高翔，袁光杰，何玉发，王成林，刘和兴，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：