[实用新型]一种提高气体钻井携岩能力的装置

说明书

本实用新型公开了一种提高气体钻井携岩能力的装置，涉及气体钻井作业中技术领域，包括供气单元、增压单元、泄压机构、高压储气单元、排气管线和立管，所述的供气单元、增压单元和泄压机构依次连接，且泄压机构和高压储气单元并联在增压单元的出口端，泄压机构的排气管线和高压储气单元的排气管线汇合后接入立管，在立管处接有流量计，立管的出口端用于与井口连通。本实用新型可以在纯气体钻井、雾化钻井循环、钻进的过程中，将井筒内气体瞬时流量增加至远超过现场注气设备额定排量的较大流量值，从而提高携岩能力。

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井工艺技术领域，确切地说涉及一种适用于气体钻井作业中提高气体钻井携岩能力的装置。

背景技术

近年来，气体钻井技术正凭借其大幅提高机械钻速、缩短钻井周期、发现和保护储层、治理恶性井漏等独特优势蓬勃发展。但是由于气体的可压缩性，其有效携岩体积流量受井底压力的影响较大，井下情况的变化可能造成携砂能力不足。总体而言，主要存在如下几个方面的问题：

一、随着井深、环空混合流体当量密度等增加，井底压力增加，气体循环介质进一步被压缩，用于携带岩屑的有效体积流量逐渐减少，造成携岩能力的降低；

二、大尺寸井眼段气体钻井钻头破碎出的岩屑或者井壁失稳剥落出的掉块需要的气体举升力远超实际的气体流量值，造成岩屑反复破碎；

三、特殊层位（如塔里木砾石层）实施气体钻井时，循环状态下大量岩屑始终悬浮在环空中，调整现场设备注气量完全无法实现将此类悬浮颗粒携带至地面的效果，而且这种悬浮的岩屑会随着气体钻进进尺的增加逐渐增多，一旦循环异常停止，岩屑全部回落至井底，造成巨大的隐患；

四、由于井壁失稳或冲蚀等原因造成环空存在“大肚子”后，一定量的岩屑在大肚子腔室内沉积，常规气体钻井工艺难以将沉积的岩屑携带至地面。

因此，急需一种能快速、大幅度提高气体钻井携岩能力的方法。

目前，我们解决以上所述问题的方法只有依靠增加设备投入来不断提高注气量，但是这种方法在经济适应性和时效性方面往往表现不佳。而且，一旦注气量达到现场设备上限后携砂问题仍未能解决，气体钻进作业将难以继续安全进行。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种提高气体钻井携岩能力的装置，本实用新型可以在纯气体钻井、雾化钻井循环、钻进的过程中，将井筒内气体瞬时流量增加至远超过现场注气设备额定排量的较大流量值，从而提高携岩能力。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种提高气体钻井携岩能力的装置，其特征在于：包括供气单元、增压单元、泄压机构、高压储气单元、排气管线和立管，所述的供气单元、增压单元和泄压机构依次连接，且泄压机构和高压储气单元并联在增压单元的出口端，泄压机构的排气管线和高压储气单元的排气管线汇合后接入立管，在立管处接有流量计，立管的出口端用于与井口连通。

所述的增压单元为两个，分别是增压单元一和增压单元二，增压单元一与泄压机构连接，增压单元二与高压储气单元连接。

所述的增压单元一与泄压机构连接具体是，增压单元一的出气管线上依次连接单流阀一、平板阀四后与立管连接，且在增压单元和单流阀一的排气管线上设置有支管一，支管上连接有平板阀三，在平板阀和立管之间的排气管线上设置有支管二，支管二上连接有平板阀五。

所述的增压单元二与高压储气单元连接具体是，增压单元二的出气管线上连接有平板阀一，增压单元二经平板阀一与高压储气单元连接，且高压储气单元的排气管线上依次连接有单流阀二、平板阀六和针阀，针阀的出口端连接至立管。

所述的泄压机构是指由平板阀二、平板阀三、单流阀一、平板阀四、平板阀五、平板阀六、单流阀二、针阀和连接这些部件之间的各个管线所构成的整体机构。