连续循环钻井用分流管汇的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种连续循环钻井用分流管汇，从循环介质入口开始沿逆时针方向依次通过第一开关阀、第二开关阀、立管副阀、旁通副阀、旁通充填阀、旁通主阀、第三开关阀后返回至所述循环介质入口形成环形管路，所述旁通主阀与所述第三开关阀之间的管路依次通过立管主阀和立管充填阀连接至所述第二开关阀与所述立管副阀之间的管路上，所述立管副阀、所述旁通副阀、所述旁通主阀和所述立管主阀均为开关阀，所述旁通充填阀和所述立管充填阀均为节流阀。通过本发明，能够更好地保证作业过程中主通路和旁通路内的压力稳定的连续循环钻井用分流管汇。
【专利说明】连续循环钻井用分流管汇
【技术领域】
[0001]本发明涉及连续循环钻井【技术领域】，具体而言，涉及一种连续循环钻井用分流管汇。
【背景技术】
[0002]在钻井作业过程中，当接单根或立柱以及起下钻时，由于停泵或开泵，会引起井下压力的波动，从而带来一系列井下复杂问题。连续循环钻井技术就是为了解决这一问题而提出的，该技术通过远程遥控切换钻井循环介质流通路径，结合钻柱上的连续循环阀实现接卸单根或立柱时的连续循环，维持恒定的钻井循环排量和当量密度，防止接卸单根或立柱时停止循环引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻等事故复杂的发生；同时气体钻井时还可以持续不断的携带进入井筒内的地层水，防止水在井内的积聚、浸泡井壁，避免出现过高的注入压力，避免气体钻井井下复杂的发生；在充气、泡沫钻井时可以避免钻具内和环空气液分离，保证井筒内维持恒定的流体柱压力和注入压力。
[0003]目前，国内外连续循环钻井采用的分流管汇能够实现简易的流道分流切换功能，但并没有考虑到气体与液体的差别。由于气体的可压缩性，采用气体连续循环钻井时，常规的简易分流管汇即可满足要求，但对于液相或充气钻井，常规的分流管汇暴露出一系列问题。如当主通路循环时，从上游主干路对旁通路进行直接分流，此时会造成主干路大量流体无控制的进入旁通路，从而导致主通路流量减少、压力瞬降严重；或旁通路循环时，从上游主干路对主通路进行直接分流，此时会造成主干路大量流体无控制的进入主通路，从而导致旁通路流量减少、压力瞬降严重。这些问题最终影响到钻井循环介质当量循环密度，失去了连续循环的意义。
[0004]因此，需要一种新的连续循环钻井用分流管汇设计，能够更好地保证作业过程中主通路和旁通路内的压力稳定。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够更好地保证作业过程中主通路和旁通路内的压力稳定的连续循环钻井用分流管汇。
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种连续循环钻井用分流管汇，从循环介质入口开始沿逆时针方向依次通过第一开关阀、第二开关阀、立管副阀、旁通副阀、旁通充填阀、旁通主阀、第三开关阀后返回至所述循环介质入口形成环形管路，在所述第一开关阀与所述第二开关阀之间的管路上设置有去立管接头，在所述第二开关阀与所述主管副阀之间的管路上设置有主通路压力表，在所述立管副阀与所述旁通副阀之间的管路上设置有泄压阀和泄压接头，在所述旁通副阀与所述旁通充填阀之间的管路上设置有旁通路压力表和去旁通接头，所述旁通主阀与所述第三开关阀之间的管路依次通过立管主阀和立管充填阀连接至所述第二开关阀与所述立管副阀之间的管路上，所述立管副阀、所述旁通副阀、所述旁通主阀和所述立管主阀均为开关阀，所述旁通充填阀和所述立管充填阀均为节流阀。
[0007]其中，所有的开关阀均可以采用平板阀；所述立管副阀、所述旁通副阀、所述旁通主阀和所述立管主阀均可以采用液压阀；所述第一开关阀、所述第二开关阀和所述第三开关阀均可以采用手动阀。
[0008]本发明具有如下有益效果:由于节流阀寿命较短且成本高，所以节流阀和开关阀配合使用，增加整个管汇的使用寿命，节约成本；无论采用何种钻井循环介质，均可预先调节节流阀开度实现充填增压，压力与另一条循环通路平衡后，再完全打开节流阀，确保在注入压力平稳的前提下实现流道的切换；在不影响正常钻进的情况下，可以对整个分流管汇进行检修。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据发明实施例的连续循环钻井用分流管汇的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0011]如图1所示，根据本发明的实施例的连续循环钻井用分流管汇，从循环介质入口 I开始沿逆时针方向依次通过第一开关阀5、第二开关阀6、立管副阀10、旁通副阀12、旁通充填阀13、旁通主阀14、第三开关阀7后返回至所述循环介质入口 I形成环形管路，在所述第一开关阀5与所述第二开关阀6之间的管路上设置有去立管接头2，在所述第二开关阀6与所述主管副阀之间的管路上设置有主通路压力表15，在所述立管副阀10与所述旁通副阀12之间的管路上设置有泄压阀11和泄压接头3，在所述旁通副阀12与所述旁通充填阀13之间的管路上设置有旁通路压力表16和去旁通接头4，所述旁通主阀14与所述第三开关阀7之间的管路依次通过立管主阀8和立管充填阀9连接至所述第二开关阀6与所述立管副阀10之间的管路上，所述立管副阀10、所述旁通副阀12、所述旁通主阀14和所述立管主阀8均为开关阀，所述旁通充填阀13和所述立管充填阀9均为节流阀。
[0012]其中，所有的开关阀均可以采用平板阀；所述立管副阀10、所述旁通副阀12、所述旁通主阀14和所述立管主阀均可以采用液压阀；所述第一开关阀5、所述第二开关阀6和所述第三开关阀7均可以采用手动阀。
[0013]本发明中的的连续循环钻井用分流管汇，适用于钻井液、气体和充气钻井。在接单根或立柱以及起下钻过程中，通过控制需要切换通路上的节流阀，实现在不影响当量循环密度的前提下对需要切换通路进行有控制的充填增压，从而维持通路的平稳切换，避免了井下压力波动引起的井下复杂问题，从而达到缩短钻井周期、降低钻井成本的目的。
[0014]如图1所示，本发明中的分流管汇由具有主通路、旁通路和泄压通路，钻井循环介质入口 I与钻井泵或/和气体增压机相连，去立管接头2与立管相连，泄压接头3与气液分离器相连，去旁通接头4与旁通阀相连。
[0015]主通路由第三开关阀7、立管主阀8、立管充填阀9和第二开关阀6组成；旁通路由第三开关阀7、旁通主阀14和旁通充填阀13组成；泄压通道有两种，对主通路泄压由第二开关阀6、立管副阀10和泄压阀11完成，对旁通路泄压由旁通副阀12和泄压阀11完成。根据钻井施工要求通过控制相应阀门实现不同通路的启用或关闭，实现单根或立柱以及起下钻过程中压力的平稳过渡和流道切换。
[0016]其发明的具体工作原理如下:
[0017]需要采用连续循环钻井时，打开第二开关阀6、立管充填阀9、立管主阀8和第三开关阀7，然后关闭第一开关阀5，进入连续循环钻井流程；
[0018]当钻井过程中需要接单根或立柱时，在建立旁通路与钻柱的连接后，打开旁通主阀14，然后控制旁通充填阀13的开度，使对旁通路充填增压过程中对主通路的压力影响在允许的范围内，同时也可以增大主干路的注入排量和注入压力；待压力稳定后，完全打开旁通充填阀13，建立旁通路循环；然后关闭立管主阀8 ;待井口连续循环阀主通路关闭后，打开立管副阀10和泄压阀11，实现主通路泄压；主通路压力表15为零后进行正常接单根或立柱作业并关闭立管充填阀9、立管副阀10和泄压阀11 ；
[0019]连接好单根或立柱后，打开立柱主阀8，然后控制立管充填阀9的开度，使对主通路充填增压过程中对旁通路的压力影响在允许的范围内，同时也可以增大主干路的注入排量和注入压力；待压力稳定后，完全打开立管充填阀9，建立主通路循环；然后关闭旁通主阀14 ;待井口连续循环阀旁通路关闭后，打开旁通副阀12和泄压阀11，实现旁通路泄压；旁通路压力表16为零后拆除旁通路与钻柱的连接并关闭旁通充填阀13、旁通副阀12和泄压阀11，然后恢复正常钻进；
[0020]连续循环起下钻作业过程与上述过程原理相同，不再赘述。
[0021]通过使用本发明中的连续循环钻井分流管汇，实现了不同钻井循环介质条件下的连续循环钻井，且流道切换时，压力平稳过渡，避免了当量循环密度的波动引起的一系列井下复杂问题，从而达到缩短钻井周期、有效降低钻井成本的目的。
[0022]本发明具有如下有益效果:由于节流阀寿命较短且成本高，所以节流阀和开关阀配合使用，增加整个管汇的使用寿命，节约成本；无论采用何种钻井循环介质，均可预先调节节流阀开度实现充填增压，压力与另一条循环通路平衡后，再完全打开节流阀，确保在注入压力平稳的前提下实现流道的切换；在不影响正常钻进的情况下，可以对整个分流管汇进行检修。
[0023]综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种连续循环钻井用分流管汇，其特征在于，从循环介质入口(I)开始沿逆时针方向依次通过第一开关阀(5)、第二开关阀(6)、立管副阀(10)、旁通副阀(12)、旁通充填阀(13)、旁通主阀(14)、第三开关阀(7)后返回至所述循环介质入口(I)形成环形管路，在所述第一开关阀(5)与所述第二开关阀(6)之间的管路上设置有去立管接头(2)，在所述第二开关阀￠)与所述主管副阀之间的管路上设置有主通路压力表(15)，在所述立管副阀(10)与所述旁通副阀(12)之间的管路上设置有泄压阀(11)和泄压接头(3)，在所述旁通副阀(12)与所述旁通充填阀(13)之间的管路上设置有旁通路压力表(16)和去旁通接头(4)，所述旁通主阀(14)与所述第三开关阀(7)之间的管路依次通过立管主阀(8)和立管充填阀(9)连接至所述第二开关阀(6)与所述立管副阀(10)之间的管路上，所述立管副阀(10)、所述旁通副阀(12)、所述旁通主阀(14)和所述立管主阀(8)均为开关阀，所述旁通充填阀(13)和所述立管充填阀(9)均为节流阀。
2.根据权利要求1所述的连续循环钻井用分流管汇，其特征在于，所有的开关阀均为平板阀。
3.根据权利要求1或2所述的连续循环钻井用分流管汇，其特征在于，所述立管副阀(10)、所述旁通副阀(12)、所述旁通主阀(14)和所述立管主阀均为液压阀。
4.根据权利要求1或2所述的连续循环钻井用分流管汇，其特征在于，所述第一开关阀(5)、所述第二开关阀(6)和所述第三开关阀(7)均为手动阀。
【文档编号】E21B21/00GK104153729SQ201410349768
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】魏臣兴, 马金山, 齐金涛, 郑燕阳, 刘大伟, 魏凯, 郭衍茹, 徐海潮, 郗凤亮, 吴欣袁 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司