[发明专利]一种适用于空气钻井的连续循环短接

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井装置技术领域，特别是一种适用于空气钻井的连续循环短接。

背景技术

石油钻井被誉为石油工业的钥匙，表明了钻井在石油工业的关键地位。从勘探阶段找油找气，到开发生产油气，直至油气田增产措施的实施，都必须经钻井来实现。与使用传统水基钻井液钻井相比，用气体型流体钻井有更多的优点：能提高机械钻速，减少或避免井漏，延长钻头寿命，减少井下复杂事故，减少完井增产措施，降低钻井综合成本，保护油气产层，增加油气产量等。

但常规气体钻井作业时，在接单根前，必选首先关闭增压泵，停止气体循环，此时井底将产生负压力激动，这极易造成井底压力低于空隙压力，并可能导致井壁坍塌和埋钻等事故，同时会对后续的下套管固井作业造成不利影响。当加接完钻杆重新启动循环时，将会引起正压力激动，使得井底压力高于正常循环压力，甚至超过地层破裂压力，造成循环气体漏失和压差卡钻。在钻井气体停止循环时，常用的地面回压控制方法只能通过压力补偿方式保持井底压力的稳定，但无法避免环空压力梯度的改变，而在近海和深水钻井中，海底地层具有特殊的孔隙压力和破裂压力曲线，使得保持裸眼段压力梯度的稳定比仅仅保持井底压力的稳定更为重要。钻井气体停止循环时，岩屑沉降，在重新开始循环式，要花费大量时间来清除沉降堆积的岩屑，在恢复循环时可能造成压井而伤害储层，同时又造成较长的停钻时间来重建平衡，影响钻井效率。

中国专利2011101301394，公开了一种石油钻井用不间断循环短接及其连续循环泥浆方法，该不间断循环短接包括短接本体、自动中心闸阀和侧向常闭单流阀；自动中心闸阀与短接本体同轴设置；侧向常闭单流阀设置在自动中心闸阀下方的短接本体侧壁上。由于采用了大通径无障碍自动中心闸阀和三重式侧向常闭单流阀相组合的短接本体结构，在需要拆装钻杆上扣、卸扣和起下钻时，改从侧向常闭单流阀不间断循环泥浆，利用循环泥浆的压力自动关闭自动中心闸阀，从而连续保持了井眼压力的稳定。但该循环短接仅适用于泥浆钻井，不能适用于空气钻井中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可有效控制井眼环空的当量循环密度、有效保持井眼压力稳定的适用于空气钻井的连续循环短接。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种适用于空气钻井的连续循环短接，它包括短接主体、设置于短接主体内腔上部的中心单向阀和设置于短接主体侧壁上的侧向立式单向阀，短接主体内腔内还设置有压紧中心单向阀的定位装置，中心单向阀包括阀体A和阀板A，阀板A通过回转轴A铰接于位于阀孔下方的阀体侧壁上，阀体A的侧壁设有与阀板A打开位置相配合的孔腔；阀板A与阀体形成环状密封面，阀板A位于环状密封面的部分上设有密封部A，阀体A位于环状密封面的部分上设有与密封部A相配合的密封配合部A，密封部A与密封配合部A配合密封，侧向立式单向阀包括阀体B和阀板B，阀板B通过回转轴B铰接于阀体B的端面上，回转轴B上套装有扭簧，扭簧的一端抵压于阀体B上，扭簧的另一端抵压于阀板B上，扭簧将阀板B压紧于阀体B上，阀板B与阀体B形成环状密封面，阀板B位于环状密封面的部分上设有密封部B，阀体B环状密封面的部分上设有与密封部B相配合的密封配合部B，密封部B与密封配合部B配合密封。

所述的定位装置包括定位圈、卡簧和定位环，短接主体的内腔设有定位凹槽，定位圈设置于定位凹槽内，定位圈内壁设有与卡簧配合的内卡槽，卡簧设置于定位圈的内卡槽内，定位环设置于卡簧下部的定位圈内腔内。

所述的密封部A为设置于阀板A上的环状凸起A，密封配合部A为设置于阀体A上的与阀板A的环状凸起A相配合的环状凹槽A；所述的密封部B为设置于阀板B上的环状凸起B，密封配合部B为设置于阀体B上的与阀板B的环状凸起B相配合的环状凹槽B。

所述的密封部A为设置于阀板A上的环状凹槽C，密封配合部A为设置于阀体A上的与阀板A的环状凹槽C相配合的环状凸起C；所述的密封部B为设置于阀板B上的环状凹槽D，密封配合部B为设置于阀体B上的与阀板B的环状凹槽D相配合的环状凸起D。

所述的密封部A还包括设置于阀板A上的锥形面A，密封配合部A还包括设置于阀体A上的与阀板A的锥形面相配合的锥形面B；所述的密封部B还包括设置于阀板B上的锥形面C，密封配合部B还包括设置于阀体B上的与阀板B的锥形面相配合的锥形面D。

所述的密封部A还包括设置于阀板A上的球形面A，密封配合部A还包括设置于阀体A上的与阀板A的球形面相配合的球形面B；所述的密封部B还包括设置于阀板B上的球形面C，密封配合部B还包括设置于阀体B上的与阀板B的球形面相配合的球形面D。