[实用新型]一种粒子注入系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种粒子注入系统。

背景技术

近年来，随着深部硬地层的钻进需求，粒子冲击钻井技术作为实现硬地层快速钻进的一项可靠技术，越来越受到各方的关注。该技术有别于传统的钻井工艺，其主要原理是在钻井液中充入一定量的金属粒子，通过专用的钻头加速后，利用金属粒子的冲击力破碎井底岩石，待金属随钻井液返出地面进行回收处理。粒子注入系统作为一个重要的组成部分，其效率直接关系到粒子与钻井液的混合质量，也决定了整个粒子钻井系统的成败。

目前的注入系统主要利用金属粒子的自重，通过钻井液流产生的负压将金属粒子“吸附”到钻井液中，该方式结构简单，但是不能有效控制金属粒子的注入速度和注入量，易产生金属粒子在管线内的淤积，使钻井液在管线流动不畅，甚至造成钻头水眼的堵塞，诱发井下复杂等情况。同时，现有的注入系统自动化程度低，无法完全自动控制，工序衔接缓慢，使井下粒子冲击处于时断时续的状态，造成整个系统效率下降，严重影响了粒子冲击钻井技术的应用效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的传统粒子注入系统无法调节注入量不能达到均匀混合的技术要求的问题，而提供一种粒子注入系统，该粒子注入系统，能进行整个系统的自主运行，降低人为因素的干扰，大大的提高了系统的运行效率，实现粒子与钻井液的有效、平稳、均匀的混合。

本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到：该粒子注入系统，包括钻井泵、粒子储罐，所述钻井泵连接钻井地面管线，钻井地面管线通过压力平衡管线连接粒子储罐灌顶一侧；粒子储罐灌顶另一侧通过溢流管线连接溢流罐；所述粒子储罐灌顶部连接粒子加料管；所述压力平衡管线、粒子加料管、溢流管线上分别接有液动阀A、液动阀B、液动阀C；所述粒子储罐灌底部连接粒子注入泵，粒子注入泵通过管线连接钻井地面管线。

本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该粒子注入系统由于采用上述结构，通过自动控制整个系统所有设备及部件的动作，控制粒子的注入速度，且能根据要求进行粒子注入量的调节，实现均匀混合、平稳钻进的目的，提高了粒子注入系统的运行效率，满足现场的使用要求。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-钻井泵；2-压力平衡管线；3-液动阀A；4-液动阀B；5-液动阀C；6-粒子加料管；7-溢流管线；8-溢流罐；9-粒子储罐；10-粒子注入泵；11-钻井地面管线。

具体实施方式：

下面结合附图将对本实用新型作进一步说明：

如附图1所示，该粒子注入系统，包括钻井泵1、粒子储罐9，所述钻井泵1连接钻井地面管线11，钻井地面管线11通过压力平衡管线2连接粒子储罐9灌顶一侧；粒子储罐9灌顶另一侧通过溢流管线7连接溢流罐8；所述粒子储罐9灌顶部连接粒子加料管6；所述压力平衡管线2、粒子加料管6、溢流管线7上分别接有液动阀A3、液动阀B4、液动阀C5；所述粒子储罐9灌底部连接粒子注入泵10，粒子注入泵10通过管线连接钻井地面管线11。

其中，钻井泵1为整个注入系统提供压力源，通过压力平衡管线2为粒子储罐9充压，以便后续的粒子注入程序；粒子加料管线6是输送粒子的通道，以便为粒子储罐添加粒子，同时通过溢流管线7将粒子储罐内的钻井液排出到溢流罐8中；启动粒子注入泵后，粒子与钻井液在钻井地面管线中均匀混合，并随钻井液到达井底，进行粒子冲击破岩液压阀A/液压阀B、液压阀C均通过控制中心自动控制，在系统运行过程中，由中控软件进行开启和关闭，实现粒子注入过程中的各项操作

该粒子注入系统运行时，首先开启液压阀B，通过粒子加料管线向粒子储罐中添加粒子，开启液压阀C，使罐内的钻井液经过溢流管线排到溢流罐中，待粒子储罐充满粒子后，关闭液压阀B及液压阀C。随后，开启钻井泵，打开液压阀A，使钻井液经过压力平衡管线注入到粒子储罐中，为粒子储罐充压，是粒子储罐内的压力与粒子注入泵外部连接的钻井地面管线中的压力相当。此时，启动粒子注入泵，将粒子均匀、平稳的注入到钻井液中，通过钻井地面管线到达井底。

由于钻井现场是一个连续的过程，为了防止由于单独的]粒子储罐造成施工的停滞，一般采用2个或3个粒子储罐的交替作业，从而保证井下粒子注入的连续，提高粒子冲击钻进的效率。同时，整个过程均通过控制中心的软件进行自动控制，更好的启停各个设备、开关各个阀门，实现粒子注入系统的高效运行，满足现场使用的需求。