钻修井作业中磁性流动物收集用吸附装置的制作方法

本发明涉及钻井或修井作业中的流体介质所携带的包括铁在内的磁性物打捞、收集技术，具体是一种钻井或修井作业中的磁性流动物收集用的吸附装置，主要用作防止井下落物。

背景技术：

在油气井的开发中，钻井或修井是一种基本的作业方式。在钻井或修井作业中，最怕井下事故的发生，而造成井下事故发生的一项重要诱因是因为井口落物（主要是包括铁器在内的金属物）所致。

在钻井或修井作业中，作业区域内的包括铁在内的小尺寸磁性物（包括但不限于各类小尺寸铁构件或铁器具等金属物），由于操作不慎或放置不稳等诸多因素，会被作业中的流体-例如泥浆等携带而落入井内，从而容易对钻井或修井作业的正常钻进造成影响。

有鉴于此，有必要在钻井或修井作业中对随流体而流动的井口磁性物进行打捞、收集，以防止磁性物形成井下落物。

目前，在钻井或修井作业中，对于井下磁性落物的打捞、收集主要是以被动打捞实现的，即井口磁性落物已跌落入井后，再行进行打捞处理，其不仅会影响钻井或修井作业的正常进行，而且存在打捞技术难度大、效率低、效果差等技术问题。换言之，目前在钻井或修井作业中，鲜有对井口磁性落物以主动防御型打捞、收集的技术问世，若能够对井口磁性落物以主动防御型进行打捞、收集，则能够有效地防止井口磁性落物跌落入井，以减少、甚至是避免井口磁性落物入井后的被动打捞、收集所存在的技术问题。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于：针对上述钻修井作业的特殊性和井口磁性落物打捞技术的不足，提供一种能够对井口磁性落物进行主动防御型打捞、收集，以有效地防止井口磁性落物跌落入井的钻修井作业中磁性流动物收集用吸附装置。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种钻修井作业中磁性流动物收集用吸附装置，所述吸附装置用作对钻井或修井作业中的流体所携带磁性物进行吸附收集，所述吸附装置包括有轴向具有通孔的外筒，所述外筒的内周固定有钕铁硼磁铁，所述外筒内的钕铁硼磁铁在周向上围成轴向畅通的流道，所述外筒轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上，钻井或修井作业中的流体在流经所述吸附装置的流道时，流体中所携带的磁性物被所述外筒内的钕铁硼磁铁吸附而收集。

作为优选方案之一，所述外筒的两端密封连接有法兰盘一和法兰盘二，所述法兰盘一和所述法兰盘二的外缘分别在所述外筒的对应端部径向外延，所述外筒通过两端的法兰盘一和法兰盘二轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上。进一步的，所述法兰盘一和所述法兰盘二的内缘分别在所述外筒的对应端部径向内延，所述法兰盘一和所述法兰盘二之间的内缘上轴向连接有栅格状内筒，所述内筒的轴向内孔形成流道，所述内筒上的栅格孔用作流体中所携带磁性物被吸附的穿行通道，所述内筒的外壁与所述外筒内的钕铁硼磁铁内壁之间形成环空结构的吸附收集腔。再进一步的，所述内筒的一端端部通过环形结构的支座一对接在所述法兰盘一的内缘上。所述内筒的另一端端部通过环形结构的支座二对接在所述法兰盘二的内缘上。

作为优选方案之一，所述外筒的两端以焊接结构和/或组合装配结构密封连接在对应的法兰盘一和法兰盘二上。进一步的，所述组合装配结构主要由外筒端部的外折法兰边和螺栓组件组成，所述螺栓组件穿装在所述外筒的外折法兰边和对应的法兰盘上，穿装所述螺栓组件的所述外折法兰边和对应法兰盘之间填装有橡胶密封垫。

作为优选方案之一，所述钕铁硼磁铁通过磁铁保持架固定在所述外筒。

本发明的有益技术效果是：

1.本发明以外筒结构而密封对接在钻井或修井作业中的流体管道（例如溢流管线、低压吸入管线或泥浆槽等）上，具有供流体顺畅流动的流道，同时，以外筒内周固定的钕铁硼磁铁对流经的流体中所携带的磁性物（即磁性流动物，其包括但不限于各类小尺寸铁构件或铁器具等金属物）进行吸附、收集，从而对井口的磁性落物进行主动防御型打捞、收集，有效地防止井口磁性落物跌落入井，确保钻井或修井作业顺利进行，实用、可靠；

2.本发明外筒两端的法兰盘结构，有利于外筒在钻井或修井作业中的流体管道上方便、高效地进行装卸操作，灵活性高；

3.本发明外筒两端法兰盘的内缘之间所连接的栅格状内筒结构，既能够保证流体顺畅流动，又能够对流经的流体中所携带的磁性物进行可靠地吸附、收集，还能够有效、可靠地对已吸附、收集的磁性物进行管理，从而防止吸附、收集的磁性物再次流动跌落入井，亦有利于所吸附、收集的磁性物快速清除，进一步增强了其实用性和可靠性；

4.本发明外筒的端部与对应法兰盘之间的组合装配结构，既能够实现方便、高效的拆卸组合，又能够确保组装的结构强度，还具有良好的密封性，灵活性和可靠性好，能够有效适应钻井或修井作业中的流体管道技术要求。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中代号含义：1—法兰盘一；2—外筒；3—法兰盘二；4—磁铁保持架；5—钕铁硼磁铁；6—外折法兰边；7—橡胶密封垫；8—螺栓组件；9—支座一；10—支座二；11—内筒；12—吸附收集腔；13—流道。

具体实施方式

本发明涉及钻井或修井作业中的流体介质所携带的包括铁在内的磁性物打捞、收集技术，具体是一种钻井或修井作业中的磁性流动物（即磁性物，因其在打捞时随流体而流动，呈流动物）收集用的吸附装置，本发明在应用时密封对接在钻井或修井作业中的流体管道（例如溢流管线、低压吸入管线或泥浆槽等）上，用作对钻井或修井作业中的流体所携带磁性物进行吸附收集，以防止井下落物，下面以多个实施例对本发明的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1对本发明的内容进行详细、具体的说明，其它实施例未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。

实施例1

参见图1所示，本发明包括法兰盘一1、外筒2、法兰盘二3和内筒11。

其中，外筒2的轴向上具有对应钻井或修井作业中的流体管道的通孔结构。外筒2的内周通过多个磁铁保持架4而安装固定有钕铁硼磁铁5，外筒2内的钕铁硼磁铁5在周向上围成轴向畅通的流道。

法兰盘一1为内径小于上述钕铁硼磁铁5内径、外径大于上述外筒2外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘一1的内孔作为流道的组成区域部位之一。法兰盘一1以组合装配结构密封连接在外筒2的一个端部，具体的，外筒2的对应端部焊接固定有径向的外折法兰边6，该外折法兰边6的周向上均匀开设有多个螺栓孔，与之对应的，法兰盘一1的圆周靠近外缘区域亦周向上均匀开设有多个螺栓孔；法兰盘一1轴向对接在外筒2的外折法兰边6上，使得外筒2的对应端部处在法兰盘一1的圆周中部区域处，且外折法兰边6上的螺栓孔与法兰盘一1上的螺栓孔呈一一对应关系，法兰盘一1和外折法兰边6之间填装有橡胶密封垫7；在前述每一组一一对应的螺栓孔内穿装有螺栓组件8组成，该螺栓组件8的螺帽或垫圈处与对应配合面（为了不影响法兰盘一1与流通管道的对接，此处的配合面通常为外折法兰边6的表面）之间亦填装有橡胶密封垫，由此使各螺栓组件8穿装在外折法兰边6和法兰盘一1的对应螺栓孔内，将法兰盘一1轴向密封固定安装在外筒2的对应端部。基于前述法兰盘一1与外筒2之间的配合关系，法兰盘一1的外缘在外筒2的对应端部径向外延，而法兰盘一1的内缘则在外筒2的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘一1上的螺栓孔仅为与外折法兰边6对接的螺栓孔，除此之外，法兰盘一1上还应开设有与流通管道对接的螺栓孔。

法兰盘二3为内径小于上述钕铁硼磁铁5内径、外径大于上述外筒2外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘二3的内孔亦作为流道的组成区域部位之一。法兰盘二3以焊接结构密封连接在外筒2的另一个端部，外筒2的对应端部处在法兰盘二3的圆周中部区域处。基于前述法兰盘二3与外筒2之间的配合关系，法兰盘二3的外缘在外筒2的对应端部径向外延，而法兰盘二3的内缘则在外筒2的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘二3上开设有与流通管道对接的螺栓孔。如此，前述外筒2能够通过两端的法兰盘一1和法兰盘二3而轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上。

内筒11需要装配在外筒2内，因而要求内筒11的轴向长度与外筒2的轴向长度相匹配，且内筒11的外径小于外筒2的内径，当然亦得小于钕铁硼磁铁5的内径。此外，内筒11为栅格状结构，具体的，内筒11的圆周上径向开设有若干个栅格孔，这些栅格孔用作流体中所携带磁性物被吸附的穿行通道，因而，通常要求内筒11上的栅格孔内径大于流体中所携带磁性物的轮廓外径，基于流体所携带磁性物的大小尺寸无法预先确定，作为优选考虑，要求内筒11上的各栅格孔内径尺寸差异化，即内筒11上的各栅格孔有大尺寸孔、亦有小尺寸孔。前述内筒11的一端端部通过环形结构的支座一9对接在法兰盘一1的内缘上，另一端端部通过环形结构的支座二10对接在法兰盘二3的内缘上，这样可以方便内筒11的拆卸，从而有利于内筒11更换及所吸附、收集的磁性物清除；基于内筒11与外筒2和钕铁硼磁铁5之间的对应配合关系，内筒11的外壁与外筒2内的钕铁硼磁铁5内壁之间形成环空结构的吸附收集腔12。

在上述结构中，本发明的流道13形成最终体现在内筒11的轴向内孔上（当然亦包括法兰盘一1和法兰盘二3的内孔），在钻井或修井作业中应用时，流体在流经流道13时，流体中所携带的磁性物被外筒2内的钕铁硼磁铁5吸附而进入吸附收集腔12实现收集。

实施例2

本发明包括法兰盘一、外筒、法兰盘二和内筒。

其中，外筒的轴向上具有对应钻井或修井作业中的流体管道的通孔结构。外筒的内周通过多个磁铁保持架而安装固定有钕铁硼磁铁，外筒内的钕铁硼磁铁在周向上围成轴向畅通的流道。

法兰盘一为内径小于上述钕铁硼磁铁内径、外径大于上述外筒外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘一的内孔亦作为流道的组成区域部位之一。法兰盘一以焊接结构密封连接在外筒的一个端部，外筒的对应端部处在法兰盘一的圆周中部区域处。基于前述法兰盘一与外筒之间的配合关系，法兰盘一的外缘在外筒的对应端部径向外延，而法兰盘一的内缘则在外筒的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘一上开设有与流通管道对接的螺栓孔。

法兰盘二为内径小于上述钕铁硼磁铁内径、外径大于上述外筒外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘二的内孔亦作为流道的组成区域部位之一。法兰盘二以焊接结构密封连接在外筒的另一个端部，外筒的对应端部处在法兰盘二的圆周中部区域处。基于前述法兰盘二与外筒之间的配合关系，法兰盘二的外缘在外筒的对应端部径向外延，而法兰盘二的内缘则在外筒的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘二上开设有与流通管道对接的螺栓孔。如此，前述外筒能够通过两端的法兰盘一和法兰盘二而轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上。

内筒需要装配在外筒内，因而要求内筒的轴向长度与外筒的轴向长度相匹配，且内筒的外径小于外筒的内径，当然亦得小于钕铁硼磁铁的内径。此外，内筒为栅格状结构，具体的，内筒的圆周上径向开设有若干个栅格孔，这些栅格孔用作流体中所携带磁性物被吸附的穿行通道，因而，通常要求内筒上的栅格孔内径大于流体中所携带磁性物的轮廓外径，基于流体所携带磁性物的大小尺寸无法预先确定，作为优选考虑，要求内筒上的各栅格孔内径尺寸差异化，即内筒上的各栅格孔有大尺寸孔、亦有小尺寸孔。前述内筒的一端端部通过环形结构的支座一对接在法兰盘一的内缘上，另一端端部通过环形结构的支座二对接在法兰盘二的内缘上；基于内筒与外筒和钕铁硼磁铁之间的对应配合关系，内筒的外壁与外筒内的钕铁硼磁铁内壁之间形成环空结构的吸附收集腔。

在上述结构中，本发明的流道形成最终体现在内筒的轴向内孔上（当然亦包括法兰盘一和法兰盘二的内孔），在钻井或修井作业中应用时，流体在流经流道时，流体中所携带的磁性物被外筒内的钕铁硼磁铁吸附而进入吸附收集腔实现收集。

实施例3

本发明包括法兰盘一、外筒、法兰盘二和内筒。

其中，外筒的轴向上具有对应钻井或修井作业中的流体管道的通孔结构。外筒的内周通过多个磁铁保持架而安装固定有钕铁硼磁铁，外筒内的钕铁硼磁铁在周向上围成轴向畅通的流道。

法兰盘一为内径小于上述钕铁硼磁铁内径、外径大于上述外筒外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘一的内孔作为流道的组成区域部位之一。法兰盘一以组合装配结构密封连接在外筒的一个端部，具体的，外筒的对应端部焊接固定有径向的外折法兰边，该外折法兰边的周向上均匀开设有多个螺栓孔，与之对应的，法兰盘一的圆周靠近外缘区域亦周向上均匀开设有多个螺栓孔；法兰盘一轴向对接在外筒的外折法兰边上，使得外筒的对应端部处在法兰盘一的圆周中部区域处，且外折法兰边上的螺栓孔与法兰盘一上的螺栓孔呈一一对应关系，法兰盘一和外折法兰边之间填装有橡胶密封垫；在前述每一组一一对应的螺栓孔内穿装有螺栓组件组成，该螺栓组件的螺帽或垫圈处与对应配合面（为了不影响法兰盘一与流通管道的对接，此处的配合面通常为外折法兰边的表面）之间亦填装有橡胶密封垫，由此使各螺栓组件穿装在外折法兰边和法兰盘一的对应螺栓孔内，将法兰盘一轴向密封固定安装在外筒的对应端部。基于前述法兰盘一与外筒之间的配合关系，法兰盘一的外缘在外筒的对应端部径向外延，而法兰盘一的内缘则在外筒的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘一上的螺栓孔仅为与外折法兰边对接的螺栓孔，除此之外，法兰盘一上还应开设有与流通管道对接的螺栓孔。

法兰盘二为内径小于上述钕铁硼磁铁内径、外径大于上述外筒外径的环形盘状结构，在使用中，法兰盘二的内孔亦作为流道的组成区域部位之一。法兰盘二以焊接结构密封连接在外筒的另一个端部，外筒的对应端部处在法兰盘二的圆周中部区域处。基于前述法兰盘二与外筒之间的配合关系，法兰盘二的外缘在外筒的对应端部径向外延，而法兰盘二的内缘则在外筒的对应端部径向内延。当然，前述法兰盘二上开设有与流通管道对接的螺栓孔。如此，上述外筒能够通过两端的法兰盘一和法兰盘二而轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上。

内筒需要装配在外筒内，因而要求内筒的轴向长度与外筒的轴向长度相匹配，且内筒的外径小于外筒的内径，当然亦得小于钕铁硼磁铁的内径。此外，内筒为栅格状结构，具体的，内筒的圆周上径向开设有若干个栅格孔，这些栅格孔用作流体中所携带磁性物被吸附的穿行通道，因而，通常要求内筒上的栅格孔内径大于流体中所携带磁性物的轮廓外径，基于流体所携带磁性物的大小尺寸无法预先确定，作为优选考虑，要求内筒上的各栅格孔内径尺寸差异化，即内筒上的各栅格孔有大尺寸孔、亦有小尺寸孔。前述内筒的一端端部通过环形结构的支座一对接在法兰盘一的内缘上，另一端端部直接焊接固定在法兰盘二的内缘上；基于内筒与外筒和钕铁硼磁铁之间的对应配合关系，内筒的外壁与外筒内的钕铁硼磁铁内壁之间形成环空结构的吸附收集腔。

在上述结构中，本发明的流道形成最终体现在内筒的轴向内孔上（当然亦包括法兰盘一和法兰盘二的内孔），在钻井或修井作业中应用时，流体在流经流道时，流体中所携带的磁性物被外筒内的钕铁硼磁铁吸附而进入吸附收集腔实现收集。

实施例4

本发明包括有外筒。该外筒的轴向上具有对应钻井或修井作业中的流体管道的通孔结构。外筒的内周通过多个磁铁保持架而安装固定有钕铁硼磁铁，外筒内的钕铁硼磁铁在周向上围成轴向畅通的流道。

外筒的两端端部分别焊接固定有径向的外折法兰边，每一外折法兰边的周向上均匀开设有多个与流通管道对接的螺栓孔。如此，外筒能够通过两端的外折法兰边而轴向密封连接在钻井或修井作业中的流体管道上。

在上述结构中，本发明的流道形成最终体现在钕铁硼磁铁的轴向内孔上，在钻井或修井作业中应用时，流体在流经流道时，流体中所携带的磁性物被外筒内的钕铁硼磁铁吸附、实现收集。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。