[发明专利]一种粒子冲击钻井地面管线保护装置

说明书

本发明提供了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，管线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。本发明通过设置磁性外壳，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。

技术领域

本发明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。

发明内容

本发明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，本发明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。