一种连续钻井接头装置

1.本发明涉及钻井设备技术领域，特别是涉及一种连续钻井接头装置。


背景技术：

2.在钻井作业中，为钻进至目标位置需要加卸钻杆或钻柱，传统的操作方式需要关停泥浆泵，停止孔内泥浆循环，当钻遇窄密度窗口地层时，钻井液安全密度窗口狭窄而引起井涌，漏失等复杂情况，使窄安全密度窗口下的顺利钻井成为一项重大的技术难题，严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。因此产生了一种新的钻井工艺，即连续循环钻井，利用可连续循环接头工具，保障在钻井作业加卸钻杆或钻柱时，不需要关停泥浆泵，孔内钻井液能始终稳定在一个安全的密度压力环境下，避免在钻遇窄密度地层时因泥浆密度压力发生变化引起的井内事故。
3.传统钻进作业流程包括钻进和接钻柱作业，一般情况进行接钻柱作业时需要停止钻井泵，此时环空循环压耗降为零，破坏了井底各压力之间的平衡，大大增加了地层流体进入井简的可能性，在窄密度窗口地层更可能直接发生溢流，井口连续循环装置正是针对这一问题而被研发出来的。通过将钻柱作业分解，控制连续循环装置能够做到在稳定排量循环的条件下完成对管柱的连接，以此维持恒定的井底压力，保证接管柱作业期间的井下安全。现有的连续循环系统首先是存在密封失效的可能性，如cn201510056368-全自动滑套式连续循环阀，旁通孔的上下两侧共设有6道密封圈，并且上下移动，密封圈容易失效，从而造成钻井液泄漏，可能存在安全事故；其次是旁通阀存在强度问题，如cn201621006509-一种阀板式连续循环阀，阀板可以翻转90
°
，从而进行主路与旁路的切换，但是多次开合后，若钻井液流量过大，可能会造成阀板断裂或翻转不畅等问题。


技术实现要素：

4.为解决以上技术问题，本发明提供一种连续钻井接头装置，以解决窄密度窗口地层钻井及需要持续保障井眼内钻井液循环钻井的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种连续钻井接头装置，包括接头体，所述接头体内部设置有贯通管路，所述接头体一端设置有内螺纹，所述接头体另一端设置有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹均用于与钻杆或钻柱相连接；所述接头体中部与所述接头体一端之间设置有阀门，所述阀门用于控制所述贯通管路的通断；所述接头体中部与所述接头体另一端之间设置有旁通阀，所述旁通阀用于连接旁通管。
7.可选的，所述阀门为球阀。
8.可选的，所述阀门包括压环、上阀座、阀芯、旋钮和下阀座；所述贯通管路内壁上设置有台肩，所述下阀座一端与所述台肩相接触，所述阀芯设置于所述下阀座与所述上阀座之间，所述压环设置于所述上阀座远离所述阀芯的一侧并与所述贯通管路内壁相连接，所述旋钮贯通所述接头体侧壁并与所述阀芯相连接。
9.可选的，所述旁通管包括旁通浆管头、快装滑套、滑套压盖、拉手环和手持轮；所述旁通浆管头一端外壁与所述旁通阀密封连接，所述旁通浆管头一端外壁上设置有多个闩锁，所述多个闩锁用于与所述旁通阀相连接；所述快装滑套滑动的套设于所述旁通浆管头外部，所述拉手环设置于所述快装滑套外壁上，所述手持轮设置于所述旁通浆管头外壁上。
10.可选的，所述旁通阀包括固定锁套、滑动阀芯、弹簧和锁定螺母；所述固定锁套与所述接头体侧壁相连接并密封，所述滑动阀芯滑动的设置于所述固定锁套内，所述滑动阀芯用于封堵所述固定锁套；所述锁定螺母设置于所述滑动阀芯远离所述贯通管路的一端，所述弹簧套设于所述滑动阀芯上并位于所述锁定螺母与所述固定锁套之间。
11.可选的，所述旁通阀远离所述贯通管路的一端还设置有活动锁套，所述活动锁套朝向所述贯通管路的一侧中部设置有中心定位套，所述中心定位套与所述固定锁套之间密封连接；所述中心定位套外壁上设置有多个定位销，所述固定锁套上与所述多个定位销相匹配的设置有多个定位孔。
12.可选的，所述固定锁套远离所述贯通管路的一端内壁上设置有闩锁，所述闩锁为固定锁套内壁上多段向内的环形凸起。
13.可选的，还包括拆卸工具；所述拆卸工具包括拆卸套、拆卸拨杆、拆卸内套和拆卸轮；所述拆卸轮设置于所述拆卸套外壁上，所述拆卸套朝向所述贯通管路的一端端部设置有多个所述拆卸拨杆，所述拆卸内套设置于所述拆卸套内，所述拆卸内套中部设置有限位通孔，所述限位通孔内设置有内六角螺栓。
14.可选的，所述旁通管外壁上设置有压力指示组件，所述压力指示组件用于显示所述旁通管内的压力。
15.可选的，所述压力指示组件包括压力指示外套、压簧母套、压标弹簧、压力指示杆和手柄；所述压力指示外套为筒状结构，所述压力指示外套一端与所述旁通管外壁相连接，所述压簧母套套设于所述压力指示外套另一端，所述压力指示杆为阶梯轴，所述压力指示杆设置于所述压力指示外套内并贯穿所述压簧母套，所述压标弹簧套设于所述压力指示杆上并位于所述压簧母套内壁与所述压力指示杆的轴肩之间，所述手柄设置于所述压力指示杆位于所述压力指示外套外部的一端。
16.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本发明中的连续钻井接头装置，密封性能好，能够有效保障井眼所需的稳定压力，无需担心密封阀路泄压问题；所使用的密封阀路泥浆通路密封处均无须使用密封圈密封，使用寿命更长，无需担心密封阀频繁更换问题；旁通阀设置了锁紧装置，能有效保障连接头的稳定性和旁通阀的安全性，延长旁通阀的使用寿命；锁紧装置和旁通浆管采用了闩锁结构，能够快速同旁通阀进行锁死及拆卸，节约作业时间；旁通管上设置了压力指示组件，能够实时显示旁通阀路的工作状态，保障钻井作业的安全性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明连续钻井接头装置的结构示意图；
20.图2为本发明连续钻井接头装置中拆卸工具的安装结构示意图；
21.图3为本发明连续钻井接头装置中拆卸工具的结构示意图；
22.图4为本发明连续钻井接头装置中拆卸工具的a-a结构示意图；
23.图5为本发明连续钻井接头装置中旁通阀工作示意图；
24.图6为本发明连续钻井接头装置中旁通阀的结构示意图；
25.图7为本发明连续钻井接头装置中固定锁套的结构示意图；
26.图8为本发明连续钻井接头装置中固定锁套的a-a结构示意图；
27.图9为本发明连续钻井接头装置中固定锁套的b-b结构示意图；
28.图10为本发明连续钻井接头装置中活动锁套的结构示意图；
29.图11为本发明连续钻井接头装置中活动锁套的a-a结构示意图；
30.图12为本发明连续钻井接头装置中活动锁套的b-b结构示意图；
31.图13为本发明连续钻井接头装置中压力指示组件的结构示意图。
32.附图标记说明：1-1、接头体；1-2、压环；1-3、上阀座；1-4、阀芯；1-5、下阀座；1-6、旋钮；1-7、固定锁套；1-8、滑动阀芯；1-9、矩形弹簧；1-10、锁定螺母；1-11、活动锁套；1-12、中心定位套；1-13、定位销；
33.2-1、拆卸套；2-2、拆卸拨杆；2-3、拆卸内套；2-4、拆卸轮；
34.3-1、旁通浆管头；3-2、快装滑套；3-3、滑套压盖；3-4、拉手环；3-5、手持轮；3-6、压力指示组件；3-7、旁通接头；3-8、旁通接头卡箍；
35.5-1、压力指示外套；5-2、压簧母套；5-3、压标弹簧；5-4、压力指示杆；5-5、滚花螺母。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.如图1至8所示，本实施例提供一种连续钻井接头装置，包括接头体1-1，所述接头体1-1内部设置有贯通管路，所述接头体1-1一端设置有内螺纹，所述接头体1-1另一端设置有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹均用于与钻杆或钻柱相连接；所述接头体1-1中部与所述接头体1-1一端之间设置有阀门，所述阀门用于控制所述贯通管路的通断；所述接头体1-1中部与所述接头体1-1另一端之间设置有旁通阀，所述旁通阀用于连接旁通管。
38.于本具体实施例中，阀门为球阀。阀门包括压环1-2、上阀座1-3、阀芯1-4、旋钮1-6和下阀座1-5；贯通管路内壁上设置有台肩，下阀座1-5一端与台肩相接触，阀芯1-4设置于下阀座1-5与上阀座1-3之间，压环1-2设置于上阀座1-3远离阀芯1-4的一侧并与贯通管路内壁通过螺纹连接相连接，接头体1-1侧壁设置有圆孔，旋钮1-6贯通圆孔并与阀芯1-4通过螺纹相连接，圆孔内设置有卡簧，通过卡簧固定旋钮1-6。
39.旁通阀包括固定锁套1-7、滑动阀芯1-8、弹簧和锁定螺母1-10；固定锁套1-7为梯状体，固定锁套1-7的大端，即远离贯通管路的一端外壁上设置有螺纹，固定锁套1-7与接头
体1-1侧壁通过螺纹连接；固定锁套1-7的小端，即靠近贯通管路的一端外壁上设置有密封沟槽，密封沟槽内设置有密封圈，与接头体1-1形成密封；滑动阀芯1-8包括梯状圆柱，梯状圆柱的一端设置螺纹与锁定螺母1-10相连接，梯状圆柱另一端设置有圆柱板，通过圆柱板密封固定锁套1-7；弹簧套设于梯状圆柱上并位于锁定螺母1-10与固定锁套1-7之间。
40.旁通阀远离贯通管路的一端还设置有活动锁套1-11，在下钻和起钻时，活动锁套1-11用于密封旁通阀远离贯通管路的一端；活动锁套1-11朝向贯通管路的一侧中部设置有中心定位套1-12，中心定位套1-12的大端，即远离贯通管路的一端内壁和外壁上均设置有沟槽，沟槽内设置密封圈，用于中心定位套1-12与固定锁套1-7之间密封连接；中心定位套1-12外壁上设置有多个定位销1-13，固定锁套1-7上与多个定位销1-13相匹配的设置有多个定位孔。中心定位套1-12的小端，即靠近贯通管路的一端外壁上均设置有沟槽，沟槽内设置密封圈，用于中心定位套1-12与固定锁套1-7之间密封连接。固定锁套1-7远离贯通管路的一端内壁上设置有闩锁，闩锁为固定锁套1-7内壁上多段向内的环形凸起。闩锁用于与活动锁套1-11和旁通管相连接。
41.连续钻井接头装置还包括拆卸工具；拆卸工具用于拆卸和安装活动锁套1-11；拆卸工具包括拆卸套2-1、拆卸拨杆2-2、拆卸内套2-3和拆卸轮2-4；拆卸套2-1的大端，即远离贯通管路的一端端面上设置有四个螺纹孔，通过四个螺栓拧入四个螺纹孔将拆卸轮2-4固定于拆卸套2-1上；拆卸轮2-4设置于拆卸套2-1外壁上，拆卸套2-1朝向贯通管路的一端端部设置有多个拆卸拨杆2-2，拆卸内套2-3设置于拆卸套2-1内，拆卸内套2-3中部设置有限位通孔，限位通孔内设置有内六角螺栓。
42.拆卸工具的使用方法：将拆卸工具上的拆卸拨杆插入活动锁套上的定位孔中，使用2个螺栓将拆卸工具拆卸内套2-3同旁通锁紧中心定位套1-12连接，使用内六角扳手逆时针旋转拆卸内套2-3至旁通锁紧中心定位套1-12同活动锁套1-11的螺纹丝扣脱离，顺时针或逆时针旋转拆卸轮60
°
解开锁紧装置活动锁套1-11同旁通阀固定锁套1-7的闩锁，取下旁通锁紧。
43.旁通管包括旁通浆管头3-1、快装滑套3-2、滑套压盖3-3、拉手环3-4和手持轮3-5；旁通浆管头3-1一端外壁与旁通阀密封连接，旁通浆管头3-1一端外壁上设置有多个闩锁，多个闩锁用于与旁通阀相连接；快装滑套滑动的套设于旁通浆管头3-1外部，拉手环3-4设置于快装滑套外壁上，手持轮3-5设置于旁通浆管头3-1外壁上。旁通浆管头3-1另一端端部设置有旁通接头卡箍3-8，旁通接头卡箍3-8用于与旁通接头3-7连接。
44.旁通管外壁上设置有压力指示组件3-6，压力指示组件3-6用于显示旁通管内的压力。
45.压力指示组件3-6包括压力指示外套5-1、压簧母套5-2、压标弹簧5-3、压力指示杆5-4和手柄；压力指示外套5-1为筒状结构，压力指示外套5-1一端与旁通管外壁相连接，压簧母套5-2套设于压力指示外套5-1另一端，压力指示杆5-4为阶梯轴，压力指示杆5-4设置于压力指示外套5-1内并贯穿压簧母套5-2，压标弹簧5-3套设于压力指示杆5-4上并位于压簧母套5-2内壁与压力指示杆5-4的轴肩之间，手柄设置于压力指示杆5-4位于压力指示外套5-1外部的一端。更具体的，手柄为滚花螺母5-5。
46.钻井时将连续钻井接头装置安装在钻杆或钻柱上方或下方，当进行下钻作业时，旁通阀为关闭状态，井眼使用钻进系统的钻井液流路，借助钻机将钻杆或钻柱上部的连续
接头下放至孔口，使用拆卸工具卸掉活动锁套1-11，将旁通浆管安装在旁通阀上，并通过闩锁保持锁死状态，利用旁通阀向钻孔内灌注钻井液，待旁通浆管上的压力指示稳定后，关闭连续接头上的球阀，切断钻进系统的钻井液流路，即可增加钻杆或钻柱，此时依靠旁通浆管流路保障孔内钻井液处于钻井时的稳定压力在孔口将连续接头同入井钻杆或钻具连接；完成钻杆或钻柱的增加后，打开连续接头上的球阀，开启钻进系统的钻井液流路，解开旁通浆管闩锁，使用拆卸工具将活动锁套1-11安装在旁通阀上，此时钻进已恢复至常规钻进时的钻井液流路，可正常进行下钻作业。
47.当进行起钻作业时，借助钻机将钻杆或钻柱下部的连续接头提至孔口处，此时井眼使用钻进系统的钻井液流路，旁通阀处于关闭状态；使用拆卸工具卸掉活动锁套1-11，将旁通浆管安装在旁通阀上，并通过闩锁保持锁死状态，利用旁通阀向钻孔内灌注钻井液，待旁通浆管上的压力指示稳定后，关闭连续接头上的球阀，切断钻进系统的钻井液流路，即可拆卸连续接头上部钻杆或钻柱，此时依靠旁通浆管流路保障孔内钻井液处于钻井时的稳定压力，完成钻杆或钻柱的拆卸后，即可连接钻机和连续接头，打开连续接头上的球阀，开启钻进系统的钻井液流路，解开旁通浆管闩锁，使用拆卸工具将活动锁套1-11安装在旁通阀上，此时钻井恢复至常规钻进时的钻井液流路，可继续进行起钻作业。
48.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
49.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。