[实用新型]含有固相磨粒的高压射流钻井系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气资源勘探开发钻井工程技术，具体的讲是涉及一种含有固相磨粒的高压射流钻井系统。

背景技术

卡钻是石油、天然气资源勘探开发钻井过程中常见的井下事故，就是钻头或钻具在井眼内卡住不能起下和转动的现象。在钻井作业中，下落的钻屑、地层的膨胀缩径、井下落物、压差和其它原因都可能引起钻头或钻柱被卡。

常用处理卡钻的方法有强力活动钻具、震击解卡和浸泡解卡剂解卡。在常规解卡方法只能处理较为轻微的卡钻事故，若遇严重卡钻事故，采取爆炸松扣、套铣的方式处理卡钻事故。在深井中发生严重卡钻事故，爆炸松扣后开窗侧钻，将加长钻井周期，增加成本。在浅井中发生严重卡钻事故，会造成整井报废。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供含有固相磨粒的高压射流钻井系统，利用磨粒流在钻井管柱与井壁之间的环空间隙上返流动，冲蚀磨削井壁泥饼、岩石掉块，能够解除钻井管柱和井壁之间的各类卡钻事故，还能够扩大井眼和使井壁光滑，提高井眼质量。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型的含有固相磨粒的高压射流钻井系统，包括高压喷射系统、钻井管柱、钻头和钻井液净化系统，其特征在于：高压喷射系统包括钻井液池、配液池和高压泵，钻井液池依次通过泥浆泵和单向阀与配液池连通，配液池上方设置用于往钻井液注入磨粒的加料器，该加料器末端设置有用于控制磨粒注入速度的控制器，在配液池内设置有检测钻井液中磨粒浓度的浓度计和检测钻井液含量的液位计以及用于将磨粒和钻井液混合的搅拌器，在配液池外侧安装有用于将钻井液高压泵入钻井管柱内的高压泵。

所述钻井管柱下端连接有钻头。含有固相磨粒的钻井液通过钻井管柱从钻头的水眼喷射出，达到井底并往上返，上返的钻井液快速通过钻井管柱与井壁的环空间隙，使钻井液形成一种具有一定冲蚀能力的磨粒流，冲蚀磨削粘附在井壁的岩屑和泥饼。因此含有固相磨粒的钻井液形成的磨粒流能够扩大井眼直径，解决粘附卡钻和井眼缩径卡钻问题。同时该磨粒流还能冲蚀磨削卡在井壁与钻井管柱之间的落物（如岩层掉块），磨粒流具有较强的磨削作用，能够将落物的尺寸磨小，通过旋转和短提钻井管柱，使落物松动并被磨粒流带出井口，达到解决掉块卡钻问题。

所述钻井液净化系统包括固控设备和污水处理装置，固控设备与钻井管柱和井壁之间的环空间隙接通，污水处理装置和固控设备相连。通过环空间隙上返出的钻井液中含有大量岩屑、磨粒及其它固相成分，使用固控设备将固体物质分离出钻井液，再使用污水处理装置将钻井液作出净化处理，达到环境保护的要求。

所述污水处理装置与钻井液池相连，经过污水处理装置净化处理后的钻井液可以注入钻井液池，循环利用。

所述污水处理装置与配液池相连，经过污水处理装置净化处理后的钻井液可以注入配液池，循环利用。

所述污水处理装置与自然界相连，经过污水处理装置净化处理后的钻井液，达到环境保护要求，可以直接排放到自然界中。

在上述技术方案中，本实用新型的含有固相磨粒的高压射流钻井系统有益效果是：

1.      含有固相磨粒的钻井液形成的磨粒流，冲蚀磨削粘附在井壁的岩屑，起到扩大井眼和使井壁光滑，提高井眼质量的作用，并同时解决粘附卡钻、缩径卡钻的问题；

2.      含有固相磨粒的钻井液形成的磨粒流，在扩大井眼的同时，还能冲蚀磨削卡在井壁与钻井管柱之间的落物（如岩层掉块），解决掉块卡钻问题；

3.      钻井液经过污水处理装置，达到环境保护的要求，经过净化处理后的钻井液可以循环使用。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施方式的系统图。

图2是本实用新型第二种实施方式的系统图。

图3是本实用新型第三种实施方式的系统图。

图中标记：101-高压喷射系统、102-钻井管柱、103-钻头、104-钻井液净化系统、1-钻井液池、2-钻井液、3-泥浆泵、4-单向阀、5-浓度计、6-加料器、7-控制器、8-磨粒、9-配液池、10-搅拌器、11-液位计、12-高压泵、13-环空间隙、14-固控设备、15-污水处理装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定发明。