一种粒子冲击钻井地面管线保护装置的制作方法

本实用新型涉及粒子冲击钻井技术领域，尤其是一种粒子冲击钻井地面管线保护装置。

背景技术：

近年来，随着我国浅层油气资源的不断枯竭，在深部坚硬地层以及复杂地质条件下寻求油气是目前陆上勘探开发的重要工作。但目前深井和超深井硬地层钻井过程中存在速度慢、钻井周期长、钻井成本高等难题，直接制约着深井和超深井钻井速度和勘探开发的整体效益。因此，研究在深井硬地层中高效钻井的新方法势在必行。

粒子冲击钻井技术是近几年发展起来的一种专门针对深部硬地层的高效钻井技术，它是在位于泥浆泵和钻柱之间的高压管处将球形钢粒子混入钻井液中，钻井液携带粒子进入立管并传递到井下钻头，粒子以高速喷出，通过高频撞击和磨削作用破碎破岩，是高速水力破岩为主、机械牙齿破岩为辅的一种新的高效钻井破岩方法。它将破岩方式由传统的高压水射流等速核对井底岩石的静压作用改变为高速粒子流对井底岩石的冲蚀和磨削作用，大大提高了能量的利用率，其钻井速度是常规钻井的2～4倍，具有广阔的应用前景和开发价值。

粒子冲击钻井技术依靠钻井液的水力能量将钢粒加速，循环至钻头处通过钻头喷嘴喷射，以极高的速度冲击破碎岩石。但是，钻井液所携带的钢粒会对钻具产生冲蚀磨损，尤其是在管径变化和管道弯曲处，钢粒对管壁的冲蚀磨损会导致钻具安全性降低。冲蚀磨损是一种非常复杂的材料破坏过程，在高压情况下，研究粒子冲击钻井中钻具的冲蚀磨损并保障安全作业是粒子冲击钻井技术的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种粒子冲击钻井地面管线保护装置，以解决钻井液所携带钢粒对管壁造成冲蚀磨损的问题。

为达到上述目的，本实用新型提出一种粒子冲击钻井地面管线保护装置，用于对管线进行保护，所述管线内供携带钢粒的钻井液流动，其包括用于固定在所述管线的外壁上的磁性外壳。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述磁性外壳的数量为两个以上，所述磁性外壳依次并排连接，任意相邻的两所述磁性外壳之间通过弹性连接件连接，相邻两所述磁性外壳能相对弯折。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述弹性连接件为非磁性橡胶片。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述磁性外壳呈弧形。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述粒子冲击钻井地面管线保护装置还包括防滑垫，所述防滑垫与各所述磁性外壳的一端对接，在所述磁性外壳固定在所述管线外的状态下，所述防滑垫紧贴所述管线的外壁。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述防滑垫为橡胶垫。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述粒子冲击钻井地面管线保护装置还包括能将所述磁性外壳固定在所述管线外的间隔设置的两组连接件，每组连接件包括两个连接条，两所述连接条的一端分别与所述磁性外壳的两端连接，两所述连接条的另一端能卡接。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述连接条为非磁性橡胶条。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，两所述连接条通过非磁性卡扣卡接。

如上所述的粒子冲击钻井地面管线保护装置，其中，所述磁性外壳呈半圆弧形。

本实用新型的粒子冲击钻井地面管线保护装置的特点和优点是：

本实用新型的粒子冲击钻井地面管线保护装置，通过设置磁性外壳，当携带钢粒的钻井液在管线内流动的时候，由于磁性外壳的吸引，粒子(即钢粒)可以在管内壁处形成粒子薄膜层，当钻井液在管线内流动时，会冲击在粒子薄膜层上，粒子薄膜层中的粒子会发生置换，新来的粒子重新吸附在薄膜层中，上部的粒子会沿着流动方向继续流动，因此粒子薄膜层可以分散粒子对管壁的冲击力，降低对管壁的损害，降低磨损，延长管线的使用寿命，节约成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的粒子冲击钻井地面管线保护装置安装在管线外的示意图；

图2是本实用新型的粒子冲击钻井地面管线保护装置的示意图；

图3是本实用新型中非磁性卡扣的示意图。

主要元件标号说明：

1管线

2磁性外壳

3弹性连接件

4防滑垫

5非磁性卡扣

51钩部

52凹槽

6连接条

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种粒子冲击钻井地面管线保护装置，用于对管线1进行保护，管线1内供携带钢粒的钻井液流动，粒子冲击钻井地面管线保护装置包括用于固定在管线的外壁上的磁性外壳2。例如，磁性外壳2的材质为钕铁硼磁铁(即强力磁铁)，磁性外壳2贴设在管线1的外侧壁上。

本实用新型的粒子冲击钻井地面管线保护装置，通过设置磁性外壳2，当携带钢粒的钻井液在管线内流动的时候，由于磁性外壳2的吸引，粒子(即钢粒)可以在管内壁处形成一定厚度的粒子薄膜层，当钻井液在管线内流动时，会冲击在粒子薄膜层上，粒子薄膜层中的粒子会发生置换，新来的粒子重新吸附在薄膜层中，上部的粒子会沿着流动方向继续流动，因此粒子薄膜层可以分散粒子对管壁的冲击力，降低对管壁的损害，降低磨损，延长管线的使用寿命，节约成本。

如图1、图2所示，在一个具体实施例中，磁性外壳2的数量为两个以上，两个以上的磁性外壳2依次并排连接，任意相邻的两个所述磁性外壳2之间通过弹性连接件3连接，以使相邻的两个磁性外壳2能相对弯折，从而能贴设在管线弯头处的外侧壁上。

本实施例中，通过设置弹性连接件3，使相邻两个磁性外壳2能相对弯折，以使磁性外壳2能适应不同弯角的管线弯头结构，贴设在管线弯头处的外侧壁上，因此本实施例的粒子冲击钻井地面管线保护装置能安装在管线弯头处，对容易发生冲蚀磨损的管线弯头进行保护，减少弯管处的磨损冲蚀。

进一步，弹性连接件3为非磁性橡胶片。

如图2所示，在一个优选的实施例中，磁性外壳2呈弧形，从而能贴设在管线的外侧壁上。例如，磁性外壳2呈半圆弧形。

如图2所示，进一步，粒子冲击钻井地面管线保护装置还包括防滑垫4，防滑垫4与各磁性外壳2的一端对接，在磁性外壳2固定在管线1外的状态下，防滑垫4紧贴管线1的外壁，从而能起到防滑效果。

更进一步，防滑垫4为橡胶垫。

如图2所示，在另一个优选的实施例中，粒子冲击钻井地面管线保护装置还包括能将磁性外壳2固定在管线1外的间隔设置的两组连接件，每组连接件包括两个连接条6，两个连接条6的一端分别与磁性外壳2的两端连接，两个连接条6的另一端能卡接，即两个连接条6、防滑垫4和磁性外壳2共同围合(包裹)在管线1外。当磁性外壳2为多个时，两组连接件分别与最外侧(图2中左右两侧)的两个磁性外壳2连接。

通过设置连接件，能很方便地将本实用新型的保护装置固定在管线外，防止保护装置发生移动，安装和拆卸方便。

进一步，连接条6为非磁性橡胶条。

如图1、图2、图3所示，进一步，两个连接条6通过非磁性卡扣5卡接。例如，非磁性卡扣5为两个能相互卡合的卡钩，两个卡钩分别连接在两个连接条6的另一端，其中一个卡钩具有钩部51，另一个卡钩上具有凹槽52，钩部能卡入凹槽内，从而实现两个卡钩的卡合。

进一步，当粒子冲击钻井地面管线保护装置设置有防滑垫4时，每组连接件的一个连接条6的一端与磁性外壳2的一端连接，另一个连接条6的一端与防滑垫4连接。

本实用新型通过设置磁性外壳，可以吸引在管线内流动的粒子，使粒子在管内侧形成具有一定厚度的粒子薄膜层，当新粒子冲击在管线内壁时，形成的粒子薄膜层可以分散其对管壁的冲击力，降低对管壁的损害，降低冲蚀磨损。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。