一种双层管正反注入的水合物射流回收装置的制作方法

本发明涉及到天然气水合物开采技术领域，特别涉及双层管正反注入的水合物射流回收装置。

背景技术：

天然气水合物又称“可燃冰”，是一种高密度、高热值的非常规能源，主要分布于海底及陆地永久冻土带沉积物中，其中海洋资源量占总量的99％以上。在油气资源日益减少的情况下，天然气水合物作为尚未开发的储量最大的一种新能源具有很大的前景。

固态流化开采法是针对我国海域水合物的取样情况所提出的，能够减少浅层水合物分解可能带来的环境风险，达到绿色可控开采。现有固态流化开采技术中需要领眼钻进和射流破碎回收两个阶段，并且需要对工具进行更换，无法实现连续开采。研究与固态流化开采配套的专用开采装置，以达到降低作业成本，提高开采效率。

针对以上问题，本发明提出一种双层管正反注入的水合物射流回收装置。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种可实现连续开采与回收的，用于天然气水合物开采的射流回收装置。

一种双层管正反注入的水合物射流回收装置包括：外管、内管、内管上接头、内管下接头、单向阀、滑块；所述的外管由三段组成，上端连接双层连续管外管，下端连接钻头等井下工具；所述的内管上部通过内管上接头与双层连续管内管插入式密封连接，通过在内外管壁上的射流孔插入喷嘴套形成周向固定；所述的单向阀由外管上段和中段台阶固定；所述的滑块位于内管腔内可自由滑动。

进一步的，外管由上段、中段和下段组成，上段开有射流孔与内管开孔相对应，设置有台阶用于单向阀定位，中段将环空分为两部分用于将流道分为两条，一端设置有台阶和防转槽用于单向阀的定位和防转，另一端设置台阶用于内管定位，下段开有回收孔与内管下接头开孔相对应。

进一步的，内管上接头一端加工有插入式密封用于连接双层连续管内管，另一端通过螺纹与内管连接，中间加工有环形槽用于安装转换胶圈。

进一步的，转换胶圈可根据压差的变化实现射流孔的开闭。

进一步的，单向阀由单向阀壳体和y型圈组成，壳体一半加工有通槽与中段外管配合形成两条流道，下端加工有防转槽与外管中段相配合，y型圈可实现流体的单向流动。

进一步的，滑块开有两个环形槽与两个通孔，与内管开孔相配合实现流道的切换。

进一步的，内管下接头一端加工插入式密封与内管配合，另一端封闭，周向开有回收孔通过回收套与外管下段配合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提出的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，通过对双层管注入方式的不同，使装置内部转换胶圈和滑套进行流道切换，可实现领眼钻进和射流破碎回收的切换，可以不需将钻头提出井口更换工具而进行连续的开采，节省下钻时间，降低作业成本，提高开采效率。

附图说明

图1为一种双层管正反注入的水合物射流回收装置领眼钻进过程的结构示意图；

图2为一种双层管正反注入的水合物射流回收装置射流破碎回收过程的结构示意图；

图3为图1中a-a剖视图；

图4为图1中b-b剖视图。

图5为图1中c-c剖视图。

图中：1-外管上段、2-内管上接头、3-转换胶圈、4-内管、5-单向阀壳体、6-y型圈、7-外管中段、8-滑块、9-内管下接头、10-外管下段、11-回收孔、12-射流孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，如图1所示，装置包括：外管、内管4、内管上接头2、内管下接头9、单向阀、滑块8；所述的外管由三段组成，上端连接双层连续管外管，下端连接钻头等井下工具；所述的内管4上部通过内管上接头2与双层连续管内管插入式密封连接，通过在内外管壁上的射流孔12插入喷嘴套形成周向固定；所述的单向阀由外管上段1和中段7台阶固定；所述的滑块8位于内管腔内可自由滑动。

进一步的，外管由上段1、中段7和下段10组成，上段1开有射流孔12与内管开孔相对应，设置有台阶用于单向阀定位，中段7将环空分为两部分用于将流道分为两条，一端设置有台阶和防转槽用于单向阀的定位和防转，另一端设置台阶用于内管4定位，下段10开有回收孔11与内管下接头9开孔相对应。

进一步的，内管上接头2一端加工有插入式密封用于连接双层连续管内管，另一端通过螺纹与内管4连接，中间加工有环形槽用于安装转换胶圈3。

进一步的，转换胶圈3可根据压差的变化实现射流孔12的开闭。

进一步的，单向阀由单向阀壳体5和y型圈6组成，壳体5一半加工有通槽与外管中段7配合形成两条流道，下端加工有防转槽与外管中段7相配合，y型圈6可实现流体的单向流动。

进一步的，滑块8开有两个环形槽与两个通孔，与内管4开孔相配合实现流道的切换。

进一步的，内管下接头9一端加工插入式密封与内管4配合，另一端封闭，周向开有回收孔11通过回收套与外管下段10配合。

具体的，使用正反注入的水合物射流回收装置的具体步骤如下，其中黑色的箭头表示注入的钻井液，白色的箭头表示返回液：

领眼钻进时，如图1，钻井液从装置内管上接头2进入，由于内管4压力大于环空压力使转换胶圈3被撑开，关闭射流孔12，钻井液进一步向下将滑块8推至底端之后进入外管中段7的半环空中，经过外管下段10进入下部的井下工具中；返回液从外管下段10的回收孔11进入内管下接头9中，由于返回液压力小于注入的钻井液压力，无法使滑块8上移进而进入外管中段7的半环空，流进单向阀并使y型圈6打开，最后进入外管上段环空通过双层连续管环空返回地面。

射流破碎回收时，如图2，钻井液从装置的环空进入，由于环空压力大于内管4压力使转换胶圈3保持在原位，打开射流孔12，钻井液进入射流孔12进行对水合物的射流破碎，钻井液进入单向阀后将y型圈6撑开无法继续向下；返回液从外管下段10的回收孔11进入内管下接头9中，由于返回液压力大于内管4的压力，使滑块8上移，进入环空的返回液压力小于钻井液压力无法打开单向阀的y型圈6进而进入内管4中，最后通过双层连续管内管返回地面。

技术特征：

1.一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于：所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置包括：外管、内管、内管上接头、内管下接头、单向阀、滑块；所述的外管由三段组成，上端连接双层连续管外管，下端连接钻头等井下工具；所述的内管上部通过内管上接头与双层连续管内管插入式密封连接，通过在内外管壁上的射流孔插入喷嘴套形成周向固定；所述的单向阀由外管上段和中段台阶固定；所述的滑块位于内管腔内可自由滑动。

2.根据权利要求1所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的外管由上段、中段和下段组成，上段开有射流孔与内管开孔相对应，设置有台阶用于单向阀定位，中段将环空分为两部分用于将流道分为两条，一端设置有台阶和防转槽用于单向阀的定位和防转，另一端设置台阶用于内管定位，下段开有回收孔与内管下接头开孔相对应。

3.根据权利要求1所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的内管上接头一端加工有插入式密封用于连接双层连续管内管，另一端通过螺纹与内管连接，中间加工有环形槽用于安装转换胶圈。

4.根据权利要求3所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的转换胶圈可根据压差的变化实现射流孔的开闭。

5.根据权利要求1所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的单向阀由单向阀壳体和y型圈组成，壳体一半加工有通槽与中段外管配合形成两条流道，下端加工有防转槽与外管中段相配合，y型圈可实现流体的单向流动。

6.根据权利要求1所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的滑块开有两个环形槽与两个通孔，与内管开孔相配合实现流道的切换。

7.根据权利要求1所述的一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，其特征在于所述的内管下接头一端加工插入式密封与内管配合，另一端封闭，周向开有回收孔通过回收套与外管下段配合。

技术总结
本发明为一种双层管正反注入的水合物射流回收装置，该装置包括外管、内管、内管上接头、内管下接头、单向阀、滑块。其中外管由三段组成，上端连接双层连续管外管，下端连接钻头等井下工具；内管上部通过内管上接头与双层连续管内管插入式密封连接，通过在内外管壁上的射流孔插入喷嘴套形成周向固定；单向阀由内管上段和中段台阶固定；滑块位于内管腔内可自由滑动。本发明能实现对水合物开采领眼钻进和回拖破碎的切换，降低钻井成本，节省下钻时间，提高钻井回收效率。

技术研发人员：钟林;余兴勇;王国荣;刘清友;胡刚;李清平;付强;唐洋;何玉发;刘和兴
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2020.07.10