阻液排气装置、钻井管柱及用于钻井管柱的调节方法与流程

本发明涉及石油工程钻井，具体地涉及一种阻液排气装置、一种钻井管柱，以及一种用于钻井管柱的调节方法。

背景技术：

1、在深部气层钻井的过程中，由于缝洞、温度、压力和气液密度差异等因素的影响，气侵现象难以避免。发生气侵现象时气液两相能够沿着井筒攀升，并且在某一深度时气体能够进行快速地膨胀，从而致使井筒排出更多的液体。随着液体的排出，井筒内的压力会快速下降，从而导致更多的地层流体进入到井筒内。由此使得气侵愈发严重，若处理不当就极易造成井涌、井喷等复杂的故障，从而产生无法挽救的损失。目前，主要通过加重钻井液密度或凝胶段塞或压井等方式来减缓气侵，从而能够重新建立起井筒内的压力平衡。

2、cn111119764b提出了一种防气侵装置及其钻井管柱，该防气侵装置包括内筒，内筒的内腔形成的第一流道和设置在内筒外侧的第二流道，第二流道通过第一通孔与第一流道选择性连通，并通过第二通孔与外界连通，其中，第二通孔位于第一通孔的上端。该专利通过改变气体和液体的流动方向，利用重力分异作用，达到防止钻井液气侵和漏失的目的。cn112360439b也披露了相关的减缓气侵现象的方法。

3、上述的措施虽能够对气侵起到一定的减缓效果，但是均为被动的处置方式，并且均会因重新建立起井筒内的压力平衡而导致处理时间较长且效果较差。

4、因此，在本领域希望提供一种能够解决上述问题的装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种阻液排气装置，其采用主动处置的方式将流体中的气体与液体进行区分，以促使气体快速排出而大部分的液体滞留在螺旋型流道内，从而起到延缓井筒内压力的下降速度和延缓气侵的目的。此外，本发明还提出一种钻井管柱，以及一种用于钻井管柱的调节方法。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种阻液排气装置，包括套接在钻井管柱外的基管，在所述基管内沿周向间隔地设置了若干个供流体流通的中心流道；

3、设置在所述中心流道内的控流件，所述控流件与所述中心流道的内周表面密封式连接，

4、其中，所述控流件的内部具有螺旋型流道；所述控流件构造成能够使通过所述螺旋型流道的流体产生速度差，从而促使所述流体中的气体向外部排出而液体滞留在所述螺旋型流道内。

5、在一个实施例中，沿所述基管的轴向间隔开地设置了若干个所述控流件。

6、在一个实施例中，所述控流件的高度值处于0.5～0.8m的范围内，上游的所述控流件的高度值设置成比下游的所述控流件的高度值小。

7、在一个实施例中，所述螺旋型流道的螺距处于0.1～0.2m的范围内，上游的所述控流件的所述螺旋型流道的螺距设置成比下游的所述控流件的所述螺旋型流道的螺距大。

8、在一个实施例中，在所述螺旋型流道的表面上设置有若干个等距分布的刺片。

9、在一个实施例中，所述控流件包括用于接收所述流体的进口，所述进口包括与所述螺旋型流道连接的第一进口部分，以及第二进口部分，其中，所述第一进口部分的直径设置成比所述第二进口部分的直径小。

10、在一个实施例中，所述阻液排气装置还包括套接在所述基管外的胶筒、将所述胶筒与所述钻井管柱连通的通道件，以及用于实时记录气侵量的传感器，其中，所述胶筒构造成能够通过所述通道件接收来自所述钻井管柱内的流体而进行坐封。

11、在一个实施例中，在所述钻井管柱的内壁上设置有用于封堵所述通道件的滑套，所述滑套通过销钉与所述钻井管柱形成固定连接。

12、根据本发明的第二方面，提供了一种钻井管柱，包括至少一个根据如上所述阻液排气装置，其中，所述钻井管柱构造成能够投入到井筒内。

13、根据本发明的第三方面，提供了一种用于钻井管柱的调节方法，包括如下步骤：

14、s1、首先，将阻液排气装置安装在所述钻井管柱上，然后，将装配好的所述钻井管柱投入到井筒内；

15、s2、通过所述传感器实时记录所述井筒内的气侵量，并在所述气侵量达到限值时使所述阻液排气装置通过所述胶筒坐封在所述井筒内；

16、s3、所述流体通过所述控流件内的所述螺旋型流道而产生速度差，从而使得所述流体中的气体向外部排出而液体滞留在所述螺旋型流道。

17、与现有技术相比，本发明的优点在于：一方面在本发明中的控流件的作用下能够使气体以更快地速度排出，同时还能够对液体的流动速度起到有效地减缓作用。由此，井筒就能够有效地避免因排出过多的液体而导致内部压力的快速下降的问题，从而提高了井控的安全性。另一方面由于本发明具有能够延缓井筒的内部压力快速下降的能力。因此，在气侵结束后本发明能够有效地缩短重新建立井筒内的压力平衡的时间，从而有效地提高施工的效率。

技术特征：

1.一种阻液排气装置，包括：

2.根据权利要求1所述的阻液排气装置，其特征在于，沿所述基管(10)的轴向间隔开地设置了若干个所述控流件(20)。

3.根据权利要求2所述的阻液排气装置，其特征在于，所述控流件(20)的高度值处于0.5～0.8m的范围内，上游的所述控流件(20)的高度值设置成比下游的所述控流件(20)的高度值小。

4.根据权利要求3所述的阻液排气装置，其特征在于，所述螺旋型流道(21)的螺距处于0.1～0.2m的范围内，上游的所述控流件(20)的所述螺旋型流道(21)的螺距设置成比下游的所述控流件(20)的所述螺旋型流道(21)的螺距大。

5.根据权利要求4所述的阻液排气装置，其特征在于，在所述螺旋型流道(21)的表面上设置有若干个等距分布的刺片。

6.根据权利要求5所述的阻液排气装置，其特征在于，所述控流件(20)包括用于接收所述流体的进口(22)，所述进口(22)包括与所述螺旋型流道(21)连接的第一进口部分(221)，以及第二进口部分(222)，其中，所述第一进口部分(221)的直径设置成比所述第二进口部分(222)的直径小。

7.根据权利要求6所述的阻液排气装置，其特征在于，所述阻液排气装置还包括套接在所述基管(10)外的胶筒(30)、将所述胶筒(30)与所述钻井管柱连通的通道件(31)，以及用于实时记录气侵量的传感器，其中，所述胶筒(30)构造成能够通过所述通道件(31)接收来自所述钻井管柱内的流体而进行坐封。

8.根据权利要求7所述的阻液排气装置，其特征在于，在所述钻井管柱的内壁上设置有用于封堵所述通道件(31)的滑套，所述滑套通过销钉与所述钻井管柱形成固定连接。

9.一种钻井管柱，包括至少一个根据权利要求1到8中任一项的所述阻液排气装置，其中，所述钻井管柱构造成能够投入到井筒(300)内。

10.一种用于根据权利要求9所述的钻井管柱的调节方法，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种阻液排气装置，包括套接在钻井管柱外的基管，在基管内设置了若干个中心流道；设置在中心流道内的控流件，控流件与中心流道的内周表面密封式连接。其中，控流件的内部具有螺旋型流道；控流件构造成能够使通过螺旋型流道的流体产生速度差，从而促使流体中的气体向外部排出而液体滞留在所述螺旋型流道内。本发明既能够降低液体的速度和攀升高度，又能够有效地延缓井筒内压力的下降速度，进而达到延缓气侵的目的，进一步地使得井筒具有更高的安全性和良好的井控能力。

技术研发人员：孙连忠,秦星,何同,孙鹏
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17