专利名称：水平定向钻反扩反输泥浆方法
技术领域：
本发明属定向钻穿越扩孔阶段出土点反出泥浆回收利用技术，尤其涉及一种水平 定向钻反扩反输泥浆方法。
背景技术：
传统的泥浆回收工艺为入土点回收，其优点是将入土点反出的泥浆直接回收到泥 浆罐中，通过再处理达到重复使用的目的，已在国内各家定向钻公司广泛地应用。但是在其 他特殊的地质、地形条件下，定向钻扩孔时泥浆将会从出土点大量反出，而在国内却没有针 对出土点反浆回收利用的工艺。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工程运行成本低，施工周期短， 节省材料，施工效率高的水平定向钻反扩反输泥浆方法。为达到上述目的，本发明是这样实现的水平定向钻反扩反输泥浆方法，可按如下步骤实施(1)在扩孔器后部连续安装2 3根钻杆，并用丝扣封头堵住钻杆尾部；(2)扩孔时，首先入土点泥浆泵开泵，输送泥浆；此时泥浆会从出土点反出到溢流 池中，当泥浆池中的泥浆即将充满时，启动螺杆泵将泥浆输送到泥浆罐中；(3)泥浆罐中的泥浆经过振动筛，清除其中有害的固相颗粒后，再由除砂器清除掉 振动筛无法取出的杂质；(4)泥浆罐中调配好的泥浆经泥浆管送到与其相连的旋转连接设备中；(5)扩孔器每向前扩完一根钻杆时，接续进行钻杆安装；(6)钻杆连接完成后，将旋转连接设备与钻杆尾部连接，继续进行扩孔施工。作为一种优选方案，本发明在所述步骤(3)中，经过除砂器处理后的泥浆，在泥浆 管中加入适量的添加剂进行调整。作为另一种优选方案，本发明所述步骤(4)中泥浆管的轴线与旋转设备轴线重
I=I O进一步地，本发明所述旋转连接设备包括定子、置于定子内的转子；所述转子与定 子经滚珠转动配接；在所述定子的一端部设有泥浆入口 ；在所述定子的另一端设有钻杆接 口 ；所述泥浆入口，于定子与转子的接合处固定设有内刮环及主密封件。更进一步地，本发明所述定子上，于滚珠对应位置固定设有润滑油注油机构。随着近几年国内长输管线的定向钻施工向大口径，长距离发展，泥浆回收在节约 工程成本方面显得越来越重要了。以往入土点回收具有其局限性，而定向钻施工过程中泥 浆反出量最大的浪费最多的却是出土点反出的泥浆，将这一部分泥浆有效的利用，对工程 成本的降低，施工材料的节省，施工周期的减少，施工效率的提高都具有重大的意义。本发明有效的解决了定向钻穿越扩孔过程中出土点泥浆利用问题，减少了泥浆的浪费，使泥浆循环利用率大大提高，进而降低了施工的成本，为以后定向钻施工中出土点泥 浆循环利用问题指出了新的思路。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。图1为本发明的工艺原理图；图2为本发明旋转连接设备整体结构示意图。图中1为定子；2为转子；3为滚珠；4为泥浆入口 ；5为钻杆接口 ；6为内刮环；7 为主密封件；8为润滑油注油机构；9为泥浆池；10为溢流池；11为出土点；12为扩孔器；13 为旋转连接设备；14为泥浆管；15为泥浆车；16为泥浆罐；17为除砂器；18为振动筛。
具体实施例方式如图1所示，水平定向钻反扩反输泥浆方法，可按如下步骤实施(1)在扩孔器12后部连续安装2 3根钻杆，并用丝扣封头堵住钻杆尾部；(2)扩孔时，首先入土点泥浆泵开泵，输送泥浆；此时泥浆会从出土点反出到溢流 池10中，当泥浆池9中的泥浆即将充满时，启动螺杆泵将泥浆输送到泥浆罐16中；(3)泥浆罐16中的泥浆经过振动筛18，清除其中有害的固相颗粒后，再由除砂器 17清除掉振动筛18无法取出的杂质；(4)泥浆罐16中调配好的泥浆经泥浆管14送到与其相连的旋转连接设备13中；(5)扩孔器12每向前扩完一根钻杆时，接续进行钻杆安装；(6)钻杆连接完成后，将旋转连接设备13与钻杆尾部连接，继续进行扩孔施工。本发明在所述步骤(3)中，经过除砂器17处理后的泥浆，在泥浆管中加入适量的 添加剂进行调整。本发明所述步骤(4)中泥浆管14的轴线与旋转连接设备13轴线重合。参见图2所示，本发明所述旋转连接设备包括定子1、置于定子1内的转子2 ；所述 转子2与定子1经滚珠3转动配接；在所述定子1的一端部设有泥浆入口 4 ；在所述定子1 的另一端设有钻杆接口 5 ；所述泥浆入口 4，于定子1与转子2的接合处固定设有内刮环6 及主密封件7 ；所述定子1上，于滚珠3对应位置固定设有润滑油注油机构8。本发明螺杆泵用于将从回扩孔中反出的泥浆回收输入到泥浆罐中；泥浆罐用于 盛装回收到得泥浆，并将泥浆处理之后重新调配好达到循环利用；振动筛是定向钻泥浆固 相控制系统中的关键设备，其主要用途是净化、回收泥浆和尽可能多地清除有害固相颗粒 (岩屑)；除砂器是泥浆固相控制的重要设备之一，它的作用是清除有害固相，稳定泥浆性 能，提高扩孔效率；泥浆泵是在定向钻施工过程中，向钻孔输送泥浆液的机械，是定向钻机 械设备的重要组成部分；旋转连接设备有效的将出土点回收处理后的泥浆通过泥浆泵输送 到扩孔器中，本设备承担着泥浆供应和前端主轴旋转的作用既要保证泥浆的供应又要保证 主轴不随之转动，在输送高压泥浆的情况下，内部结构稳定。本发明利用螺杆泵将出土点反到泥浆池中的泥浆输送到泥浆罐中，泥浆罐中的泥 浆要经过振动筛，清除其中有害的固相颗粒，再由除砂器清除掉振动筛无法取出的细砂等 杂质，减少泥浆性能因杂质过多而降低的问题。经过除砂器处理后的泥浆，如果性能降低，可在泥浆罐中加入适量的添加剂进行调整，达到满足施工性能的要求。将泥浆输送到扩孔 器中可以采用橇装落地式泥浆泵，也可选用泥浆车进行施工，泥浆通过旋转连接设备输送 到扩孔器中，进行扩孔施工。本发明在具体实施时，可采用如下步骤1、当导向孔施工结束后，入土点泥浆反出量将会减少甚至无泥浆反出，大量的泥 浆将会在导向孔扩孔时从出土点反出。在扩孔器回扩前将出土点设备组装好，并进行试运 转调试，达到能够满足正常扩孔施工状态。2、扩孔器安装完成后，在扩孔器后部连续安装2 3根钻杆，并用丝扣封头堵住钻 杆尾部，防止施工时的高压泥浆从钻杆尾部喷出。3、入土点泥浆泵开泵，使得扩孔器在有泥浆的工作情况下原地缓慢旋转2 3分 钟，通过泥浆的射流状态检查水眼的畅通性。4、扩孔时首先入土点泥浆泵开泵输送泥浆，此时泥浆会从出土点反出到溢流池 中，当泥浆池中的泥浆即将充满时，启动螺杆泵把泥浆输送到泥浆罐中。5、泥浆罐中的泥浆要经过振动筛，清除其中有害的固相颗粒后，再由除砂器清除 掉振动筛无法取出的细砂等杂质。6、经过除砂器处理后的泥浆，如果性能降低，可在泥浆管中加入适量的添加剂进 行调整，达到满足施工性能后方可使用泥浆。7、施工过程中将调配好的泥浆通过泥浆泵(泥浆车)将泥浆罐中的泥浆输送到旋 转连接设备中。8、反输泥浆过程中泥浆泵的排量通过泥浆压力表和钻机指示表显示的数值，进行 泥浆输送压力的控制。9、泥浆管与旋转连接设备尾部连接，轴线要与旋转设备轴线重合，防止旋转设备 偏转而影响使用寿命。10、旋转连接设备是本工艺的核心设备，它在输送泥浆旋转的同时，一部分处于固 定状态，另一部分与前端的钻杆同轴旋转。保证了施工中钻杆向前转进，泥浆管水平前进。11、扩孔器每向前扩完一根钻杆时，就要用吊车或挖掘机吊起钻杆进行安装，安装 前要检查钻杆丝扣和本体，合格后才可以安装。安装时操作手用链钳将钻杆的丝扣连接上。 每次连接钻杆前要在丝扣处涂抹上丝扣油。12、钻杆连接完成后，将旋转连接设备与钻杆尾部连接，采用反输泥浆工艺进行扩 孔施工，此时钻杆与旋转连接设备是在钢制托架上，可以保持钻杆钻进过程中不摆动，控制 设备的中心在同一轴线上。可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本 发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行 修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1.水平定向钻反扩反输泥浆方法，其特征在于，按如下步骤实施(1)在扩孔器后部连续安装2 3根钻杆，并用丝扣封头堵住钻杆尾部；(2)扩孔时，首先入土点泥浆泵开泵，输送泥浆；此时泥浆会从出土点反出到溢流池 中，当泥浆池中的泥浆即将充满时，启动螺杆泵将泥浆输送到泥浆罐中；(3)泥浆罐中的泥浆经过振动筛，清除其中有害的固相颗粒后，再由除砂器清除掉振动 筛无法取出的杂质；(4)泥浆罐中调配好的泥浆经泥浆管送到与其相连的旋转连接设备中；(5)扩孔器每向前扩完一根钻杆时，接续进行钻杆安装；(6)钻杆连接完成后，将旋转连接设备与钻杆尾部连接，继续进行扩孔施工。
2.根据权利要求1所述的水平定向钻反扩反输泥浆方法，其特征在于在所述步骤(3) 中，经过除砂器处理后的泥浆，在泥浆管中加入适量的添加剂进行调整。
3.根据权利要求2所述的水平定向钻反扩反输泥浆方法，其特征在于所述步骤(4) 中泥浆管的轴线与旋转设备轴线重合。
4.根据权利要求3所述的水平定向钻反扩反输泥浆方法，其特征在于所述旋转连接 设备包括定子(1)、置于定子(1)内的转子(2)；所述转子(2)与定子(1)经滚珠(3)转动 配接；在所述定子(1)的一端部设有泥浆入口(4)；在所述定子(1)的另一端设有钻杆接口(5)；所述泥浆入口(4)，于定子(1)与转子(2)的接合处固定设有内刮环(6)及主密封件 ⑵。
5.根据权利要求4所述的水平定向钻反扩反输泥浆方法，其特征在于所述定子(1) 上，于滚珠(3)对应位置固定设有润滑油注油机构(8)。
全文摘要
本发明属定向钻穿越扩孔阶段出土点反出泥浆回收利用技术，尤其涉及一种水平定向钻反扩反输泥浆方法；按如下步骤实施(1)在扩孔器后部连续安装2～3根钻杆；(2)扩孔时，首先入土点泥浆泵开泵，输送泥浆；当泥浆池中的泥浆即将充满时，启动螺杆泵将泥浆输送到泥浆罐中；(3)泥浆罐中的泥浆经过振动筛及除砂器清除掉杂质；(4)调配好的泥浆经泥浆管送到与其相连的旋转连接设备中；(5)扩孔器每向前扩完一根钻杆时，接续进行钻杆安装；(6)钻杆连接完成后，继续进行扩孔施工。本发明工程运行成本低，施工周期短，节省材料，施工效率高。
文档编号E21B21/01GK102102491SQ20101059921
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者刘洪兵, 吕金亭, 孙树山, 张国军, 张淑芝, 李野, 李雪松, 杜艳, 杨春雷, 林楠, 柴义, 汪澜, 田绍红, 程显东, 陈晓霞, 高双翼, 高巍 申请人:中国石油天然气集团公司, 辽河石油勘探局