本发明涉及石油天然气工业钻井领域,尤其涉及一种井下液控导流装置。
背景技术:
1、在石油天然气钻井过程中,通过钻头切削地层、循环钻井液将岩屑携带至地面,形成井眼轨迹,实现对地下石油天然气资源的勘探和开发。如果钻井液能高效的将岩屑从井底清除、携带至地面,可以提高钻井速度和钻井质量。目前主要采用提高钻井液携岩性能、优化循环参数等常规措施,但这些措施往往会影响其它性能指标。
2、除此之外,也会把钻柱上的扶正器做成螺旋状,随钻柱旋转时形成“泵抽”效应,这在一定程度上提高了钻井液循环流速,增强了携岩能力,虽然起到了一定效果,但受其结构和功能限制,不能进一步提高。螺旋导流扶正器普遍采用刚性整体结构,这种结构性质决定了其螺旋翼外径不能做的太大,否则会在旋转过程种切削井壁,影响井眼质量,因此会和井壁存在较大间隙,这个间隙的存在,严重降低了“泵抽”效率,降低了适用性能。
3、由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种井下液控导流装置,以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种井下液控导流装置,解决了目前常用的刚性螺旋扶正器“泵抽”效果较差的问题,本发明的导流翼结构能在中心孔内钻井液压力作用下沿中心体的径向实时伸缩,以较小的接触力和井壁贴合,不会切削井壁导致井眼扩大;导流翼结构在钻柱和井壁之间旋转,形成“泵抽”效果,能显著提高钻井过程中的钻井液循环携岩效果。
2、本发明的目的是这样实现的,一种井下液控导流装置,包括中心体,所述中心体上设置轴向贯通的中心孔,所述中心体的侧壁上设置至少一个导流翼结构,所述导流翼结构与中心体的中心轴之间呈能实时调整的第一倾角设置,所述导流翼结构能在中心孔内钻井液压力作用下沿中心体的径向实时伸缩,所述导流翼结构的径向外侧面能径向伸出与井壁贴合或径向收缩离开井壁。
3、在本发明的一较佳实施方式中,所述中心体的侧壁上位于所述导流翼结构处设置倾角弹簧,所述倾角弹簧用于弹性顶抵支撑所述导流翼结构以实时调整所述第一倾角。
4、在本发明的一较佳实施方式中,所述中心体的侧壁上设置至少一个翼槽,各所述导流翼结构分别能移动地嵌设于所述翼槽内。
5、在本发明的一较佳实施方式中,所述翼槽的侧面设置弹簧孔,所述倾角弹簧设置于所述弹簧孔内。
6、在本发明的一较佳实施方式中,所述导流翼结构包括导流体,所述导流体上设置第一内凹槽,所述第一内凹槽的槽底构成导流板,所述导流板上设置能连通所述第一内凹槽和所述中心孔的导流通孔;所述第一内凹槽内能滑动地设置支撑结构,所述支撑结构能在经所述导流通孔流入的钻井液压力作用下伸缩滑动;所述支撑结构内能滑动地设置摩擦块,所述摩擦块与所述支撑结构之间设置支撑弹簧,所述摩擦块能伸出贴合井壁或收缩离开井壁。
7、在本发明的一较佳实施方式中,所述导流板远离所述第一内凹槽的一侧设有导流条纹,所述导流通孔与所述导流条纹连通设置,所述导流条纹与所述导流体的长度方向呈第二倾角设置。
8、在本发明的一较佳实施方式中,所述支撑结构包括支撑槽体,所述支撑槽体上设置第二内凹槽,所述第二内凹槽的开口朝向所述导流板,所述第二内凹槽的槽底设置摩擦块通孔,所述摩擦块滑动穿设通过所述摩擦块通孔;所述第二内凹槽的开口处密封设置定位片,所述支撑弹簧顶抵设置于所述摩擦块和所述定位片之间;所述第二内凹槽的开口的两端分别设置向外延伸的第一限位凸台,所述第一内凹槽的侧壁上设置限位挡片,各所述第一限位凸台与对应的所述限位挡片之间设置限位弹簧。
9、在本发明的一较佳实施方式中,所述摩擦块通孔的周围设置第二限位凸台,所述摩擦块靠近所述定位片的一端设置向外延伸的第三限位凸台,所述第三限位凸台能卡止于所述第三限位凸台。
10、在本发明的一较佳实施方式中,所述支撑槽体靠近所述导流板的一端和所述第一内凹槽之间设置第一密封圈。
11、在本发明的一较佳实施方式中,所述导流板远离所述第一内凹槽的一侧与所述翼槽的槽底之间设置第二密封圈。
12、在本发明的一较佳实施方式中,所述第一内凹槽的两端、各所述第一限位凸台和各所述限位挡片均呈半圆形设置,所述第二内凹槽的两端和各所述第三限位凸台均呈半圆形设置。
13、在本发明的一较佳实施方式中,所述翼槽和所述导流体的两端均呈半圆形设置;所述翼槽的两端位于所述导流体的上方设置定位块,且所述定位块与所述导流体之间构成活动间隙。
14、在本发明的一较佳实施方式中,所述翼槽的两端的侧壁上设置半月槽,所述定位块的一端嵌设于所述半月槽内。
15、由上所述,本发明的井下液控导流装置具有如下有益效果:
16、本发明的井下液控导流装置,导流翼结构能在中心孔内钻井液压力作用下沿中心体的径向实时伸缩,导流翼结构的径向外侧面以较小的接触力和井壁贴合,而不会切削井壁导致井眼扩大;随着钻柱运动,导流翼结构在钻柱和井壁之间旋转,形成“泵抽”效果,能显著提高钻井过程中的钻井液循环携岩效果;导流翼结构与中心体的中心轴之间夹角能实时调整,满足对不同地层的除岩施工需求,达到最佳状态。
1.一种井下液控导流装置,包括中心体,所述中心体上设置轴向贯通的中心孔,其特征在于,所述中心体的侧壁上设置至少一个导流翼结构,所述导流翼结构与中心体的中心轴之间呈能实时调整的第一倾角设置,所述导流翼结构能在中心孔内钻井液压力作用下沿中心体的径向实时伸缩,所述导流翼结构的径向外侧面能径向伸出与井壁贴合或径向收缩离开井壁。
2.如权利要求1所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述中心体的侧壁上位于所述导流翼结构处设置倾角弹簧,所述倾角弹簧用于弹性顶抵支撑所述导流翼结构以实时调整所述第一倾角。
3.如权利要求2所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述中心体的侧壁上设置至少一个翼槽,各所述导流翼结构分别能移动地嵌设于所述翼槽内。
4.如权利要求3所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述翼槽的侧面设置弹簧孔,所述倾角弹簧设置于所述弹簧孔内。
5.如权利要求3所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述导流翼结构包括导流体,所述导流体上设置第一内凹槽,所述第一内凹槽的槽底构成导流板,所述导流板上设置能连通所述第一内凹槽和所述中心孔的导流通孔;所述第一内凹槽内能滑动地设置支撑结构,所述支撑结构能在经所述导流通孔流入的钻井液压力作用下伸缩滑动;所述支撑结构内能滑动地设置摩擦块,所述摩擦块与所述支撑结构之间设置支撑弹簧,所述摩擦块能伸出贴合井壁或收缩离开井壁。
6.如权利要求5所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述导流板远离所述第一内凹槽的一侧设有导流条纹,所述导流通孔与所述导流条纹连通设置,所述导流条纹与所述导流体的长度方向呈第二倾角设置。
7.如权利要求5所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述支撑结构包括支撑槽体,所述支撑槽体上设置第二内凹槽,所述第二内凹槽的开口朝向所述导流板,所述第二内凹槽的槽底设置摩擦块通孔,所述摩擦块滑动穿设通过所述摩擦块通孔;所述第二内凹槽的开口处密封设置定位片,所述支撑弹簧顶抵设置于所述摩擦块和所述定位片之间;所述第二内凹槽的开口的两端分别设置向外延伸的第一限位凸台,所述第一内凹槽的侧壁上设置限位挡片,各所述第一限位凸台与对应的所述限位挡片之间设置限位弹簧。
8.如权利要求7所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述摩擦块通孔的周围设置第二限位凸台,所述摩擦块靠近所述定位片的一端设置向外延伸的第三限位凸台,所述第三限位凸台能卡止于所述第三限位凸台。
9.如权利要求7所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述支撑槽体靠近所述导流板的一端和所述第一内凹槽之间设置第一密封圈。
10.如权利要求7所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述导流板远离所述第一内凹槽的一侧与所述翼槽的槽底之间设置第二密封圈。
11.如权利要求8所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述第一内凹槽的两端、各所述第一限位凸台和各所述限位挡片均呈半圆形设置,所述第二内凹槽的两端和各所述第三限位凸台均呈半圆形设置。
12.如权利要求5所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述翼槽和所述导流体的两端均呈半圆形设置;所述翼槽的两端位于所述导流体的上方设置定位块,且所述定位块与所述导流体之间构成活动间隙。
13.如权利要求12所述的井下液控导流装置,其特征在于,所述翼槽的两端的侧壁上设置半月槽,所述定位块的一端嵌设于所述半月槽内。