专利名称：一种双壁钻井气流控制装置的制作方法
技术领域：
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本发明涉及一种油田钻井中防止地层污染的装置，特别是一种双 壁钻井气流控制装置。
技术背景-
目前随着油田的开发进展，水平井开发在一些区块取得了很好的 效果，但在一些老区块和一些原生性低压低渗油气藏应用过程中，由 于地层亏空严重以及原生的低地层压力，致使钻井过程井漏、卡钻、 油层污染等问题频繁出现，影响了开发效果。目前，采用充气钻井技 术能有效预防井漏、卡钻、防止油层污染，其施工工艺简单，操作成 本低。但常规的立管注气方式钻杆内为气液两相流状态，并且需要使
用单流阀，不能应用井下动力钻具、有线随钻仪器和MWD进行井眼 轨迹控制，因此限制了立管充气钻井在定向井、水平井、侧钻水平井 等特殊工艺井中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双壁钻井气流控制装置，通过注入空 气气流的控制，能将气体导入环空与液流混合，又能防止液流返回到 注气用的环形间隙的装置，防止了钻井过程井漏、卡钻、油层污染等 问题频繁出现，提高了开发效果。
本发明的目的是这样实现的，它由本体、过渡连接套、固定销钉、 密封圈、弹簧、垫环、滑动环、过流限位环、中心管、注气孔组成，
在本体上有固定销钉、注气孔，其内接有中心管，在本体与中心 管间套有弹簧、垫环、滑动环，过渡连接套与中心管下部连接， 过流限位环与中心管上部连接。 工作原理
在双壁钻井过程中，将双壁钻井气流控制装置接在双壁钻杆 与普通钻杆之间，地面空气压縮机产生的空气流通过中心管与本 体之间的间隙，通过过流限位环圆周上均布的个气流通过，将压 力作用在滑动环上表面，滑动环推动弹簧和垫环向下运动，当滑 动环移动到中心管与本体之间的环形间隙增大处时，气流压力又 作用在滑动环之上，推动弹簧和垫环向下运动，当滑动环移动到
注气孔之下时，空气流通过本体1之上呈120°角均布的6个注
气孔进入到本体与井眼之间的环空，与从中心管循环至井底的泥 浆经环空返回后在注气孔处混合，从而使注气孔之上的环空处于 气液混合状态，而降低环空井底压力。
当停止钻进或接单双壁钻杆根时，由于地面空气压縮机停止 工作，空气流消失，作用于滑动环和滑动环之上的气流压力相继 消失，滑动环上移至初始位置封闭了环形间隙与井眼环空之间的 通道，而滑动环上移至初始位置，封闭了整个双壁钻杆的环形空 气流通道，整个气流控制装置从而实现了从井眼到注气环形间隙 的双密封控制。
本发明由于采用了在本体上有固定销钉、注气孔，其内接有中心 管，在本体与中心管间套有弹簧、垫环、滑动环，过渡连接套与中心
管下部连接，过流限位环与中心管上部连接。可以允许气流通过该装 置进入到环空的液流中，同时防止液流反侵入到双壁钻杆的环形间隙 中，同时保证了中心管的连接密封，可以使双壁钻井技术在现场成功 实施，从而实现在老区块和原始地层压力系数低的油藏的钻井，防止 井漏、卡钻等井下复杂事故，保护油气层。设计合理，结构简单，很 适合现场推广应用。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
本发明由以下实施例给出，下面结合附图予以说明。
如图所示，本发明由本体l、过渡连接套2、固定销钉3、密封
圈4、弹簧5、垫环6、滑动环7、过流限位环8、中心管9、注气 孔10组成，在本体1上有固定销钉3、注气孔10，其内接有中心管 9，在本体1与中心管9间套有弹簧5、垫环6、滑动环7，过渡连接 套2与中心管9下部连接，过流限位环8与中心管9上部连接。
在双壁钻井过程中，将双壁钻井气流控制装置接在双壁钻杆与普 通钻杆之间，地面空气压縮机产生的空气流通过中心管9与本体1 之间的间隙，通过过流限位环8圆周上均布的8个气流通过，将压力 作用在滑动环7上表面，滑动环7推动弹簧5和垫环6向下运动，当 滑动环7移动到中心管9与本体1之间的环形间隙增大处时，气流压 力又作用在滑动环7之上，推动弹簧5和垫环6向下运动，当滑动环 7移动到注气孔10之下时，空气流通过本体1之上呈120°角均布的
6个注气孔10进入到本体1与井眼之间的环空，与从中心管9循环 至井底的泥浆经环空返回后在注气孔10处混合，从而使注气孔10 之上的环空处于气液混合状态，而降低环空井底压力。
当停止钻进或接单双壁钻杆根时，由于地面空气压缩机停止工 作，空气流消失，作用于滑动环7和滑动环7之上的气流压力相继消 失，滑动环7上移至初始位置封闭了环形间隙与井眼环空之间的通 道，而滑动环7上移至初始位置，封闭了整个双壁钻杆的环形空气流 通道，整个气流控制装置从而实现了从井眼到注气环形间隙的双密封 控制。
权利要求
1、一种双壁钻井气流控制装置，由本体(1)、过渡连接套(2)、固定销钉(3)、密封圈(4)、弹簧(5)、垫环(6)、滑动环(7)、过流限位环(8)、中心管(9)、注气孔(10)组成，其特征在于在本体(1)上有固定销钉(3)、注气孔(10)，其内接有中心管(9)，在本体(1)与中心管(9)间套有弹簧(5)、垫环(6)、滑动环(7)，过渡连接套(2)与中心管(9)下部连接，过流限位环(8)与中心管(9)上部连接。
2、 根据权利要求2所述的一种双壁钻井气流控制装置，其特征 在于空气流通过本体(1)之上呈120。角均布的6个注气孔(10)。
全文摘要
一种双壁钻井气流控制装置由本体、过渡连接套、固定销钉、密封圈、弹簧、垫环、滑动环、过流限位环、中心管、注气孔组成，本发明由于采用了在本体上有固定销钉、注气孔，其内接有中心管，在本体与中心管间套有弹簧、垫环、滑动环，过渡连接套与中心管下部连接，过流限位环与中心管上部连接。可以允许气流通过该装置进入到环空的液流中，同时防止液流反侵入到双壁钻杆的环形间隙中，同时保证了中心管的连接密封，可以使双壁钻井技术在现场成功实施，从而实现在老区块和原始地层压力系数低的油藏的钻井，防止井漏、卡钻等井下复杂事故，保护油气层。设计合理，结构简单，很适合现场推广应用。
文档编号E21B21/14GK101387189SQ20081022821
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者傅中林, 吴兴国, 张云怡, 杨春雷, 汪良波, 邹洪波, 陈思路, 勇 马 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司