[发明专利]具有高可靠性的一键式连续循环切换装置及其方法

说明书

本发明提供了一种具有高可靠性的一键式连续循环切换装置及其方法，所述装置包括正循环主通道、侧循环主通道、正循环泄压通道、侧循环泄压通道、正循环补偿通道、侧循环补偿通道、正循环副通道、侧循环副通道、第一液控阀、第二液控阀、第三液控阀、第四液控阀、第五液控阀、第六液控阀、第七液控阀、第八液控阀、循环介质入口、第一正循环接头、第一侧循环接头、泄压接头、压力补偿泵和液压控制柜。所述方法通过具有高可靠性的一键式连续循环切换装置进行正循环与侧循环转换控制。本发明的有益效果可包括：设置备用循环通道和手动控制阀，安全性和作业效率高，能够一键实现正循环和侧循环相互转换，避免人为误操作引起事故等优点。

技术领域

本发明涉及石油钻井装置技术领域，具体地，涉及一种具有高可靠性的一键式连续循环切换装置及其方法。

背景技术

在钻井作业过程中，当接单根或立柱以及起下钻时，由于停泵或开泵，会引起井下压力的波动，从而带来一系列井下复杂问题。连续循环钻井技术就是为了解决这一问题而提出的，该技术通过切换钻井循环介质流通路径，结合钻柱上的连续循环阀实现接卸单根或立柱时的连续循环，维持恒定的钻井循环排量和当量密度，防止接卸单根或立柱时停止循环引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻等事故复杂的发生；同时气体钻井时还可以持续不断的携带进入井筒内的地层水，防止水在井内的积聚、浸泡井壁，避免出现过高的注入压力，避免气体钻井井下复杂的发生；在充气、泡沫钻井时可以避免钻具内和环空气液分离，保证井筒内维持恒定的流体柱压力和注入压力。

专利号为CN102352732B、名称为流道转换控制系统公开了包括泥浆过滤装置、连通管、控制阀、立柱和中央控制系统，中央控制系统控制控制阀的动作。但是该系统只能泥浆使用，并不能在气体钻井使用。

公开号为104153729A、名称为连续循环钻井用分流管汇公开了一种从循环介质入口开始沿逆时针方向依次通过第一开关阀、第二开关阀、立管副阀、旁通副阀、旁通充填阀、旁通主阀、第三开关阀后返回至循环介质入口形成环形管路，旁通主阀与第三开关阀之间的管路依次通过立管主阀和立管充填阀连接至第二开关阀与立管副阀之间的管路上，立管副阀、旁通副阀、旁通主阀和立管主阀均为开关阀，旁通充填阀和所述立管充填阀均为节流阀。但在单根(立柱)接好后，水龙头、接入单根(立柱)水眼未充满循环介质，在侧向循环倒换正向循环时，需要一定时间去充满正向循环管线(水龙头、接入立柱)，才会达到压力平衡，最终结果会使得连续循环被中断，井底压力波动大，严重时，还会造成井下复杂；正向循环倒侧向循环时同理，也会需要一定时间让侧向循环管线充满循环介质。同时，该系统还存在阀门过多，切换过程比较复杂，在实际现场运用过程中，出现过因误操作而导致伤人的事故。

此外，地面控制系统整体还存在：安全性有待提高、如果一条通道上出现故障只能停止作业先检修、循环通道的控制闸门均为液动闸门，液动系统出现故障只能停止作业等缺陷，严重影响了循环钻井作业效率。在这些关键闸门上增加手动控制功能提高了整套设备的安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种设置有备用通道和手动阀门、安全性能高的具有高可靠性的一键式连续循环切换装置。本发明的另一目的在于提供一种操作简单，不易产生误操作的具有高可靠性的一键式连续循环切换方法。