[发明专利]活塞式粒子连续注入系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞式粒子连续注入系统，属于石油钻井工程技术领域。

背景技术

粒子冲击钻井技术是提高深井、超深井及硬地层钻井速度的有效途径之一，粒子注入装置是将钢质粒子以一定的速率，连续地注入到高压钻井液中，是粒子冲击钻井技术实现的前提和关键。

目前，国内外已有的粒子注入装置尚不能真正的实现粒子的稳定、均匀、连续注入。负压引射式粒子注入系统存在压力不稳定、注入不均匀等缺点；螺旋挤压式粒子注入系统密封性较差，且磨损严重，因而限制了其推广应用；旋叶式粒子注入系统存在旋叶易损坏、发热较多等缺点。上述局面严重制约了粒子冲击钻井技术的工业化进程，粒子注入装置存在的问题急需解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构合理、使用安全可靠，真正实现粒子连续注入的目的的活塞式粒子连续注入系统。

本发明所述的活塞式粒子连续注入系统，包括曲柄连杆装置、活塞装置、动力装置和入料装置，曲柄连杆装置包括曲柄和转轴，曲柄一端套装在转轴上，另一端连接活塞装置，转轴连接动力装置，活塞装置包括活塞缸，活塞缸内设置活塞，活塞连接活塞杆，活塞杆连接曲柄，活塞缸末端连接入料装置，入料装置与钻井液高压主管汇连通。

粒子与钻井液的混浆加入到入料装置，粒子被活塞吸入到活塞缸中，当活塞完成回收运动之后，在曲柄旋转的带动下做推进运动，从而将粒子注入到钻井液高压主管汇。本系统可采用两套曲柄连杆装置和活塞装置，两套装置同时运行，交替工作，即一套装置吸收粒子的同时，另一套装置注入粒子，吸收完粒子后立刻注入粒子，另一套装置注入粒子结束后立刻吸收粒子，从而实现粒子注入的连续性。

转轴与动力装置连接，从而获得动力并通过转轴旋转带动曲柄旋转；所述的曲柄通过旋转带动活塞杆做往复运动；活塞缸是在粒子的吸入和注入过程中储存粒子的装置；所述的活塞是注入粒子的最直接装置，活塞在活塞杆的带动下做往复直线运动，从而将粒子从入料装置中吸入到活塞缸，并注入到钻井液高压主管汇中。

所述的入料装置包括料斗，料斗底部设置粒子管汇，粒子管汇上通过连接管分别连通常压管汇，常压管汇一端分别与活塞缸连通，另一端分别与钻井液高压主管汇连通，粒子管汇底部为粒子排放口。

所述的钻井液高压主管汇上设置第一截止阀和第二截止阀，连接管上设置第三截止阀，常压管汇上设置第一单向阀和第二单向阀，第一截止阀位于连接管和料斗之间，第二截止阀位于连接管下方，第三截止阀位于粒子管汇和常压管汇之间，第一单向阀位于活塞缸与连接管之间，第二单向阀位于连接管与钻井液高压主管汇之间。截止阀通过自身的开启和关闭控制钻井液和粒子的流动；所述的单向阀控制钻井液和粒子流动的方向，防止粒子发生回流。

所述的钻井液高压主管汇的入口端连接钻井液泵，钻井液泵连接钻井液池。

所述的动力装置设置为电机，电机与转轴之间设置减速箱。

本发明的有益效果是：

采用两套相同的曲柄连杆装置和活塞装置，两套装置同时运行，交替工作，在不改变高压主管汇压力的条件下，管汇中始终保持有固定浓度的粒子，真正的实现粒子连续注入，可长时间连续工作，提高工作效率；同时，该系统也减少了高压作业区的范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是曲柄连杆装置和活塞装置的结构示意图。

图3是活塞装置的结构示意图。

图4是入料装置的结构示意图。

图中：1、电机2、钻井液池3、钻井液泵4、料斗5、支架6、粒子管汇7、钻井液高压主管汇8、活塞缸9、曲柄10、转轴11、减速箱12、活塞杆13、活塞14、第一截止阀15、第二单向阀16、第二截止阀17、第一单向阀18、第三截止阀19、连接管20、常压管汇。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：