[发明专利]一种粒子冲击钻井用注入装置

摘要

本发明涉及一种粒子冲击钻井用注入装置，其技术方案是包括粒子举升灌装系统、压力补偿系统、双罐注入系统、防堵混合系统和电路控制系统，属于石油钻井工程技术领域，适用于粒子冲击钻井中粒子的连续注入，压力补偿系统可将粒子注入罐中的压力预先升至工作压力；双罐注入系统由可交替使用的双罐并联，保证粒子连续注入；防堵混合系统在避免粒子堵塞的同时，可使粒子可控可调的注入混合腔，与钻井液充分混合。本发明可实现粒子冲击钻井时粒子的连续注入，可长时间连续工作，保证了粒子浓度可控可调，避免了粒子堵塞事故的发生，且粒子与钻井液混合均匀；结构合理紧凑，使用安全可靠，可大幅缩短钻井周期。

主权项

一种粒子冲击钻井用注入装置，其特征是包括粒子举升灌装系统（1）、压力补偿系统（2）、双罐注入系统（3）、防堵混合系统（4）和电路控制系统（5），粒子举升灌装系统（1）与双罐注入系统（3）的入口连接，且双罐注入系统（3）的侧壁连通压力补偿系统（2），在双罐注入系统（3）的底部连接防堵混合系统（4），一侧安设电路控制系统（5）；所述的粒子举升灌装系统（1）将粒子举升至双罐注入系统（3）中；所述的压力补偿系统可对双罐注入系统（3）的粒子注入罐（3‑1）预升压至工作压力，并完成粒子与钻井液的初级混合；所述的双罐注入系统（3）可通过两个粒子注入罐的交替使用将粒子连续的注入到高压管汇中；所述的防堵混合系统（4）可防止堵塞事故的发生，实现粒子浓度的可控可调，并完成粒子与钻井液的两级混合；所述的电路控制系统（5）可实现操作的远程控制；所述的双罐注入系统（3）包括粒子注入罐（3‑1）和粒子截止阀（3‑2）；所述的粒子注入罐为左右并联的双罐，将罐中粒子通过压差引射的方式注入到连接高压主管汇的混合腔（4‑1‑4）中；所述的粒子截止阀（3‑2）通过粒子截止阀本体（3‑2‑2）在90°内旋转，使得圆柱孔（3‑2‑1）与下料管（4‑1‑3）正对或正交启闭粒子注入混合腔（4‑1‑4）的过程；所述的粒子浓度调节机构（4‑1‑2）包括外部大齿轮（4‑1‑2‑1）、第一外部小齿轮（4‑1‑2‑2）和第二外部小齿轮（4‑1‑2‑3）、第一内部小齿轮（4‑1‑2‑4）和第二内部小齿轮（4‑1‑2‑5）、第一齿条（4‑1‑2‑6）和第二齿条（4‑1‑2‑7）以及第一半圆球形阀（4‑1‑2‑8）和第二半圆球形阀（4‑1‑2‑9），外部大齿轮（4‑1‑2‑1）与第一外部小齿轮（4‑1‑2‑2）和第二外部小齿轮（4‑1‑2‑3）啮合，旋转外部大齿轮（4‑1‑2‑1），同时带动第一外部小齿轮（4‑1‑2‑2）和第二外部小齿轮（4‑1‑2‑3）转动，第一内部小齿轮（4‑1‑2‑4）和第二内部小齿轮（4‑1‑2‑5）分别与第一外部小齿轮（4‑1‑2‑2）和第二外部小齿轮（4‑1‑2‑3）同轴转动，第一内部小齿轮（4‑1‑2‑4）和第二内部小齿轮（4‑1‑2‑5）分别与第一齿条（4‑1‑2‑6）和第二齿条（4‑1‑2‑7）啮合，从而带动第一齿条（4‑1‑2‑6）和第二齿条（4‑1‑2‑7）在竖直方向异向运动；第一齿条（4‑1‑2‑6）和第二齿条（4‑1‑2‑7）下端为第一半圆球形阀（4‑1‑2‑8）和第二半圆球形阀（4‑1‑2‑9），通过第一齿条（4‑1‑2‑6）和第二齿条（4‑1‑2‑7）的异向运动，第一半圆球形阀（4‑1‑2‑8）和第二半圆球形阀（4‑1‑2‑9）的间距增大或者缩小，从而调节了孔口的开启度。