内插式反循环上短节的制作方法

本实用新型涉及钻井设备技术领域，尤指一种内插式反循环上短节。

背景技术：

在石油、地质钻探、完井作业等领域，现有钻井模式均为正循环钻井，即钻井液从钻具内孔泵入，从钻头流出后进入井筒，携带钻屑由钻具与井壁之间的环空返回地层，经地面净化系统除砂等处理维护后再次泵入钻具内孔从而形成一个正循环。

当钻遇漏失地层时，钻井液从井底上返时从漏层进入地层，无法正常返出地层，从而造成一系列井下复杂与事故。特别是浅层或者表层钻井，由于地层埋深浅，岩层破碎、疏松，经常耗费大量人力、物力最终仍然堵漏失败，造成钻井工作无法继续进行。

现有的上短节两端均为插入式结构，在石油钻井施工中，钻具在井内高速旋转的环境中，钻具需要承受巨大的径向离心力和轴向振动应力，在综合应力作用下反循环内筒和反循环外筒产生位移，容易造成密封失效和内筒装置变形损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种内插式反循环上短节，其与其它部件组装成上插式反循环钻具钻井时，既可实现常规的正循环钻井，而在钻遇漏失地层时，钻井液也可从钻具的上插式反循环装置中通过，实现反循环钻井。

为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种内插式反循环上短节，其中包括上短节本体，所述上短节本体的中心沿轴线方向设有上短节内孔，所述上短节内孔为三段式圆柱形通孔，所述上短节内孔的上腔孔径大于上短节内孔的中腔孔径及下腔孔径，所述上短节内孔的下腔孔径大于中腔孔径，所述上短节本体沿周向设有多个贯穿其上、下端的导流孔，所述导流孔的轴心线与上短节内孔的轴心线平行，所述上短节内孔位于多个所述导流孔之间，所述导流孔的上端与上短节内孔的上腔连通。

本实用新型内插式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔底部及上短节本体的下端分别设有环状第一导流槽和环状第二导流槽，所述第一导流槽、第二导流槽分别与多个所述导流孔连通，所述第一导流槽、第二导流槽的轴心线分别与对应的导流孔的轴心线平行。

本实用新型内插式反循环上短节，其中所述上短节内孔的中心线与多个所述导流孔围成形状的中心线重合。

本实用新型内插式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔壁上设有第一内螺纹。

本实用新型内插式反循环上短节，其中所述上短节内孔的上腔为朝开口端呈渐扩的锥体结构。

本实用新型内插式反循环上短节，其中所述上短节本体的外表面下端设有外螺纹。

采用上述方案后，本实用新型内插式反循环上短节具有以下有益效果：

1、通过设置的上短节内孔，当内插式反循环上短节的下端与第一反循环内筒机构、第一反循环外筒连接，并在第一反循环内筒机构、第一反循环外筒下端连接旋扣式反循环下短节，在旋扣式反循环下短节下端依次连接反循环单向控制装置、钻铤及钻头组成上插式反循环钻具，内插式反循环上短节的上短节内孔与第一反循环内筒机构的内孔、旋扣式反循环下短节的下短节内孔、内插式反循环上短节的内孔、第二反循环内筒机构的内孔及反循环单向控制短节的内孔连通，形成钻具里的第一通道，便于钻井液从第一通道通过进行常规正循环钻井；而通过内插式反循环上短节上沿周向设置的多个导流孔，多个导流孔与连接的第一反循环内筒结构外管壁及第一反循环外筒内壁之间形成的环形空间连通、多个第二导流孔、多个第三导流孔、多个第二反循环内筒结构外管壁及第二反循环外筒内壁之间形成的环形空间形成钻具里的第二通道，利用此通道在易漏地层中进行反循环钻井，使得在易漏地层中也能正常进行石油钻井；

2、本实用新型内插式反循环上短节结构通过在其上设计有朝开口端呈渐扩的锥体结构，与反循环内筒的锥体结构端相连，把反循环内筒机构和反循环外筒连接固定为一个整体，有效地解决了钻具在井内高速旋转的环境中，避免了反循环内筒机构和反循环外筒在的径向离心力和轴向振动应力作用下产生位移，从而造成密封容易失效和内筒装置变形损坏的难题。

附图说明

图1是本实用新型内插式反循环上短节的剖视结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视结构示意图；

图3为用本实用新型内插式反循环上短节的上插式反循环钻具结构示意图；

图4是图3中上插式反循环钻具的上插式反循环装置的结构示意图；

图5为图4中上插式反循环装置的第一反循环内筒机构结构示意图；

图6为图4中上插式反循环装置的第一反循环外筒结构示意图；

图7为图4中上插式反循环装置的旋扣式反循环下短节的剖视结构示意图；

图8为图7的B-B向剖视结构示意图；

图9为图3中上插式反循环钻具的反循环单向控制装置的结构示意图。

下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明；

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型内插式反循环上短节包括上短节本体1，上短节本体1的中心沿轴线方向设有上短节内孔2，上短节内孔2为三段式圆柱形通孔，上短节内孔2的上腔孔径大于上短节内孔2的中腔孔径及下腔孔径，上短节内孔2的下腔孔径大于中腔孔径。上短节本体1沿周向设有多个贯穿其上、下端的导流孔3，导流孔3的轴心线与上短节内孔2的轴心线平行，上短节内孔2位于多个导流孔3之间，上短节内孔2的中心线与多个导流孔3围成形状的中心线重合。导流孔3的上端与上短节内孔2的上腔连通。上短节内孔2的上腔底部及上短节本体1的下端分别设有环状第一导流槽4和环状第二导流槽5，第一导流槽4、第二导流槽5分别与多个导流孔3连通，第一导流槽4、第二导流槽5的轴心线分别与对应的导流孔3的轴心线平行。上短节内孔2的上腔壁上设有第一内螺纹6。上短节内孔2的上腔为朝开口端呈渐扩的锥体结构。上短节本体1的外表面下端设有外螺纹7。

如图3所示为用本实用新型内插式反循环上短节的上插式反循环钻具结构示意图，其由上向下依次包括上插式反循环装置8、反循环单向控制装置9、钻铤10及钻头11。其中：

结合图4所示，上插式反循环装置8包括位于上端的内插式反循环上短节12，参考图1和图2所示，此处不再赘述。内插式反循环上短节12的上短节内孔2下端连接有第一反循环内筒机构13和第一反循环外筒14，结合图5所示，第一反循环内筒机构13包括第一反循环内筒15及安装于第一反循环内筒15外表面的多个第一扶正块16，第一反循环内筒15的外表面上部设置有多个第一密封槽17，各第一密封槽17内分别安装有第一密封圈18，多个第一密封圈18的设置用于保证第一反循环内筒15与内插式反循环上短节12之间的密封连接。第一反循环内筒15的外表面下部设置有第二外螺纹19。第一反循环内筒15的上部插接于上短节本体1的上短节内孔2的下腔，第一反循环内筒15的下端通过第二外螺纹19与旋扣式反循环下短节20连接。结合图6所示，第一反循环外筒14的内腔上端设置有第二内螺纹21，第一反循环外筒14的外表面下端设置有第三外螺纹22，第一反循环外筒14通过第二内螺纹21与上短节本体1的外螺纹7螺接固定。第一反循环内筒机构13穿置在第一反循环外筒14的内腔，多个第一扶正块16的设置用于保证第一反循环内筒机构13在第一反循环外筒14内居中。第一反循环外筒14的下端通过第三外螺纹22与旋扣式反循环下短节20连接。

结合图7和图8所示，旋扣式反循环下短节20包括下短节本体23，下短节本体23的中心沿轴线方向设有上部大下部小的一级阶梯形下短节内孔24，下短节本体23沿周向设有多个贯穿其上、下端的第二导流孔25，第二导流孔25与下短节本体23的轴心线平行，下短节内孔24位于多个第二导流孔25之间，下短节内孔24的中心线与多个第二导流孔25围成的圆形形状的中心线重合。第二导流孔25的上端与下短节内孔24的上腔连通，下短节内孔24的上腔壁设有第三内螺纹26，下短节内孔24的下腔壁上部设有第四内螺纹27。下短节内孔24的上腔、下短节内孔24的下腔上部形状均为朝开口端为渐扩的锥体结构。下短节内孔24的上腔底部及下短节本体23的下端分别设有环状第三导流槽28和环状第四导流槽29，第三导流槽28、第四导流槽29分别与多个第二导流孔25连通，第三导流槽28、第四导流槽29的轴心线分别与对应的第二导流孔25的轴心线平行。下短节本体23的外表面下端设有第四外螺纹30。旋扣式反循环下短节20通过第四内螺纹27与第一反循环内筒机构13的外表面下部的第二外螺纹19螺接固定，旋扣式反循环下短节20通过第三内螺纹26与第一反循环外筒14外表面下端的第三外螺纹22螺接固定。上短节内孔2、第一反循环内筒15的内腔及下短节内孔24上、下相通，多个导流孔3的下端与第一反循环内筒机构13的外壁和第一反循环外筒14的内壁之间的环空相通，该环空又与其下端的多个第二导流孔25相通。

结合图9所示，反循环单向控制装置9由上向下依次包括内插式反循环上短节31、第二反循环内筒机构32、第二反循环外筒33及反循环单向控制短节34。内插式反循环上短节31包括内插式反循环上短节本体35，内插式反循环上短节本体35的中心设有贯穿其轴心线的内插式反循环上短节内孔36，内插式反循环上短节本体35上沿周向设置有多个第三导流孔37，内插式反循环上短节31螺接于旋扣式反循环下短节20的下端，第二反循环内筒机构32穿置于第二反循环外筒33的内腔，第二反循环内筒机构32、第二反循环外筒33螺接于内插式反循环上短节31的下端，反循环单向控制短节34螺接于第二反循环内筒机构32、第二反循环外筒33的下端，反循环单向控制短节34的下端连接钻铤10，钻铤10的下端连接钻头11。多个第三导流孔37的上端分别与多个第二导流孔25的下端相通，多个第三导流孔37的下端与第二反循环内筒机构32的外壁和第二反循环外筒33的内壁之间的环空相通。

使用本实用新型内插式反循环上短节组装成的上插式反循环钻具组合，代替现有钻具进行钻井施工，当正常钻井时，内插式反循环上短节12的上短节内孔2与第一反循环内筒机构13的内腔、旋扣式反循环下短节20的下短节内孔24、内插式反循环上短节31的内插式反循环上短节内孔36、第二反循环内筒机构32的内腔及反循环单向控制短节34的内孔连通，形成钻具里的第一通道，钻井液从第一通道通过进行常规正循环钻井。

当钻遇漏失地层时，通过操作地面的钻井液导流装置，从内插式反循环上短节12的导流孔3泵入高压压缩空气，高压压缩空气经由多个导流孔3、第一反循环内筒机构13的外管壁与第一反循环外筒14的内管壁之间形成的环形空间、多个第二导流孔25、多个第三导流孔37、第二反循环内筒机构32与第二反循环外筒33之间形成的环形空间组成的第二通道，高压压缩空气经由反循环单向控制装置9的第二反循环内筒机构32管壁上的壁孔38进入钻具的第一通道后返出地面，钻具、井壁(套管壁)之间的环空与钻具第一通道形成正压差，地面从钻具、井壁(套管壁)之间的环空泵入钻井液，钻井液从环空到达井底、携带钻屑进入钻头11、进入钻具第一通道，在高压压缩空气的持续推动下返出地面，实现反循环钻井。

以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。