控压钻井自动节流管汇流体过滤装置.pdf

本发明涉及一种控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，包括驱动装置(1)；联轴器(2)；固定连接在传动轴(62)上的锥形旋转破碎芯轴(5)；与旋转破碎芯轴的小径端固定连接的固定轴(61)；两端分别有入流口和出流口的壳体(4)；与壳体通过螺纹连接的螺旋密封总成(70,70a)。旋转破碎芯轴外表面有固定的螺旋拨片(53)，两端有端盖(6,6a)，端盖上分别有入流通孔和出流通孔。返出钻井液一部分流体和细小岩屑通过入流通孔进入，出流通孔流出，剩余大块岩屑被螺旋拨片和螺旋拨片与螺旋破碎芯轴形成的凹槽转动碾碎，从螺旋破碎芯轴与壳体内壁的缝隙流出。通过对大小岩屑的分流，防止大岩屑对过滤装置的堵塞，减少压力波动，保障井控安全。

1.  一种控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，其特征在于：包括驱动装置(1)、联轴器(2)、传动轴(62)、旋转破碎芯轴(5)、固定轴(61)、螺旋密封总成(70，70a)、壳体(4)，其中，
所述驱动装置(1)与所述联轴器(2)固定连接，所述联轴器(2)与所述传动轴(62)固定连接，所述传动轴(62)穿过所述螺旋密封总成(70)并与所述螺旋密封总成(70)轴承连接,所述旋转破碎芯轴(5)的左端和右端分别与所述传动轴(62)和所述固定轴(61)固定连接，所述螺旋密封总成(70,70a)与壳体(4)通过螺纹连接，所述固定轴(61)与螺旋密封总成(70a)轴承连接；
所述螺旋破碎芯轴(5)位于所述壳体(4)内部，且其左端与所述壳体(4)的内壁之间有预设的缝隙(10)；
所述螺旋破碎芯轴(5)的两端分别有相互配合的端盖(6，6a)，且所述螺旋破碎芯轴(5)为锥形空心管，左端为大径端，右端为小径端；
所述端盖(6,6a)上有多个均匀分布的通孔，所述端盖(6a)上通孔为入流通孔(51)，所述端盖(6)上通孔为出流通孔(52)；
所述螺旋破碎芯轴(5)的表面固定有多个均匀分布的螺旋拨片(53)；
所述壳体(4)的上表面有位于所述螺旋破碎芯轴(5)左侧的出流口(7)，下表面有位于所述螺旋破碎芯轴(5)右侧的入流口(8)。

2.  根据权利要求1所述的控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，其特征在于：所述驱动装置(1)为变频电机。

3.  根据权利要求1所述的控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，其特征在于：所述传动轴(62)与所述螺旋破碎芯轴(5)为焊接或螺栓连接。

控压钻井自动节流管汇流体过滤装置
技术领域
本发明涉及一种控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，该装置主要包括驱动装置、联轴器、传动轴、旋转破碎芯轴、固定于旋转破碎芯轴上的螺旋拨片、壳体、螺旋密封总成。
背景技术
随着我国石油勘探开发技术的发展，易开采的整装、大块油气田几乎殆尽，所以逐步向难开采的深层油气资源发展。难开采的深层油气资源普遍存在地层“窄安全压力窗口”现象所引起的钻井漏喷同存难题，压力的稳定性成为关键性因素。近年来业内逐步研发了控压钻井装备来解决压力控制难题，但是控压钻井设备中应用广泛的自动节流管汇流体过滤装置仅由两侧带过滤网的圆柱形体构成，在实际应用过程中由于过滤器设计过于简单，只能过滤小岩屑，不具有破碎岩屑的功能。同时，由于倒流孔结构设计不合理，容易产生较大的压力波动，造成过滤器被井底返出的大块岩屑堵塞，产生压力升高，压力波动大的不良效果，影响井控安全。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型控压钻井自动节流管汇流体过滤装置，可以有效地防止大块岩屑对流体过滤装置和流量监测的影响，从而保障井控安全，技术方案如下：
该流体过滤装置主要由驱动装置、联轴器、传动轴、旋转破碎芯轴、固定 轴、壳体、旋转密封总成和连接法兰组成；驱动装置与联轴器固定连接；联轴器与旋转破碎芯轴通过传动轴与联轴器固定连接，传动轴通过焊接或螺栓连接固定在所述旋转破碎芯轴一端，另一端有通过焊接或固定连接的固定轴；旋转破碎芯轴安装在所述壳体内；壳体入口和出口向上有焊接的短管，连接法兰与短管焊接，连接法兰包括入口法兰和出口法兰；旋转密封总成通过螺纹与所述壳体连接。
上述旋转破碎芯轴为空心锥形管，管体上固定有多个均匀分布的螺旋拨片；旋转破碎芯轴的小径端焊接有与旋转破碎芯轴相配合的端盖，端盖上有多个均匀分布的入流通孔；旋转破碎芯轴的大径端焊接有相配合的端盖，端盖上有多个均匀分布的出流通孔。旋转破碎芯轴的大径端外径小于壳体内径，即大径端与壳体内壁之间留有一定缝隙，可以供小岩屑和流体通过。
上述旋转密封总成包括密封座、静密封圈、动密封圈、密封环、挡圈、轴承和轴承端盖。
上述驱动装置优选的为变频电机，电机转速可以根据钻井现场钻速、转速及钻井液排量调节。
上述壳体两端分别有供钻井液进出的入流口和出流口，入流口在旋转破碎芯轴的右侧，出流口在旋转破碎芯轴的左侧。
上述传动轴与螺旋破碎芯轴固定连接，可以为焊接或螺栓连接，当使用螺栓连接时便于更换损耗了的螺旋破碎芯轴，可以节省器材。
在返出钻井液进入壳体内部后，一部分流体和细小岩屑通过小径端入流通孔进入，从大径端出流通孔返出，剩余部分流体和大块岩屑在破碎芯轴的转动下，被螺旋拨片和旋转破碎芯轴与螺旋拨片形成的凹槽碾碎并被带入到旋转破 碎芯轴的大径端，通过旋转破碎芯轴的大径端与壳体内壁之间预设的缝隙流出，从而实现对返出钻井液的分流过滤。
与现有技术中相比，本发明能够解决控压钻井过程中存在的以下技术问题：(1)返出钻井液含有的大块岩屑会堵塞流量计及，并对流量监测产生影响；(2)大岩屑块对节流阀的冲击破坏；(3)由于出现井壁掉块造成的过滤装置堵塞所导致的井口压力升高及产生较大压力波动。本发明为控压钻井的安全、高效应用，提供了强有力的保障。
附图说明
图1是根据本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示控压钻井自动节流管汇流体过滤装置由驱动装置1、联轴器2、传动轴62、旋转破碎芯轴5、固定轴61、螺旋密封总成(70，70a)、壳体4、入口法兰31a、出口法兰31组成。驱动装置1与所述联轴器2固定连接，联轴器2与所述传动轴62固定连接，旋转破碎芯轴5的左端和右端分别与所述传动轴62和所述固定轴61通过焊接或螺栓固定连接，所述螺旋密封总成(70,70a)与壳体4通过螺纹连接，螺旋密封总成70a与固定轴轴承连接，传动轴穿过螺旋密封总成70与联轴器固定连接；螺旋破碎芯轴5位于所述壳体4内部，左端与壳体4内壁有预设的缝隙10，两端有相互配合的端盖(6，6a)，且螺旋破碎芯轴5为锥形空心管，左端为大径端，右端为小径端；端盖6a上有多个均匀分布的入流通孔51，端盖6上有多个均匀分布的出流通孔52；螺旋破碎芯轴5的表面固定有多个均匀分布的螺旋拨片53；壳体4的表面有位于所述螺旋破碎芯 轴5左侧的出流口7，下表面有位于螺旋破碎芯轴5右侧的入流口8；
出口法兰31、入口法兰31a通过短管9、短管9a分别焊接在出流口7和入流口8上。
返出钻井液通过壳体入流口后部分流体和小岩屑可通过破碎芯轴上的入流通孔和出流通孔返出；大岩屑块进入螺旋拨片与旋转破碎芯轴形成的螺旋槽内，旋转破碎芯轴旋转带动岩屑块进入小环空，经过撞击、切削、挤压作用，形成小颗粒岩屑，通过环空返出。优选的，驱动装置1为变频电机，可以根据钻井现场钻速、转速及钻井液排量调节。螺旋密封总成70包括密封座71、静密封圈72、动密封圈73、密封环74、挡圈75、轴承81和轴承端盖92,螺旋密封总成70a包括密封座71a、静密封圈72a、动密封圈73a、密封环74a、挡圈75a、轴承81a和轴承端盖91，解决高压钻井液流过及螺旋破碎芯轴旋转过程中的密封问题。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。