[发明专利]井口旋转换向进出钻进液及防喷一体式石油钻井系统

说明书

井口旋转换向进出钻进液及防喷一体式石油钻井系统，包括钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵、钻井液回收罐、井口旋转换向防喷一体化装置、钻杆组件、地层密封筒和钻头；钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵和钻井液回收罐均固定在地层表面，钻井井架上设置有动力驱动机构；钻井井架的正下方的地层内由钻杆组件和钻头钻有井眼，钻杆组件和钻头设置在井眼内，钻杆组件包括若干个结构相同且从上至下依次连接的钻杆单元。本发明能够依靠钻井液回收泵与钻井液加压泵的作用，使钻井液在钻杆组件的内部完成输入和输出，避免钻井液大量流失，同时循环利用钻井液，降低钻井成本。

技术领域

本发明属于石油钻采技术领域，尤其涉及一种井口旋转换向进出钻进液及防喷一体式石油钻井系统。

背景技术

钻井液密度窗口狭窄，容易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生，严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。

钻井液密度窗口狭窄导致的问题给实际施工带来了很大的难度和风险（密度窗口是指钻井液的密度范围，窄密度窗口就是钻某一地层过程中，钻井液可以选择的密度范围很小，这种情况易发生钻井复杂情况，钻井液密度超出此范围造成井漏，低于此范围造成井壁坍塌掉块）。影响到钻井液密度窗口的因素主要有以下三个方面，一是地层特征，主要与地质条件有关，二是工程设计，工程设计的不合理也会增加钻井难度形成窄密度窗口，三是钻井作业，例如起下钻速度过快引起较大的抽吸和激动压力，钻井液环空反速过大井眼裸露时间过长等。因此，需要扩展钻井液密度窗口，降低环空压耗，精确控制循环压耗才能进行正常钻井。另外，现有的井口防喷器也是单独设置的，井口防喷器的结构也较为复杂。针对这种高渗地层的钻井过程，为了实现钻井液的进出都在钻杆内部，尽量减少钻井液与地层的接触，增大钻井液的窗口密度。

发明内容

本发明提供了一种井口旋转换向进出钻进液及防喷一体式石油钻井系统，可依靠钻井液回收泵与钻井液加压泵的作用，使钻井液在钻杆组件的内部完成输入和输出，避免钻井液大量流失，提高岩屑的返排能力，同时循环利用钻井液，降低钻井成本，并设计一种井口旋转换向防喷一体化装置，根据钻井液之间的液压差增进钻头的钻速，对钻井起到促进作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 井口旋转换向进出钻进液及防喷一体式石油钻井系统，包括钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵、钻井液回收罐、井口旋转换向防喷一体化装置、钻杆组件、地层密封筒和钻头；

钻井井架、钻井液进液罐、钻井液加压泵、钻井液回收泵和钻井液回收罐均固定在地层表面，钻井井架上设置有动力驱动机构；钻井井架的正下方的地层内由钻杆组件和钻头钻有井眼，钻杆组件和钻头设置在井眼内，钻杆组件包括若干个结构相同且从上至下依次连接的钻杆单元；

井口旋转换向防喷一体化装置包括井口旋转密封换向机构和位于井口旋转密封换向机构下方的井口防喷器，井口防喷器顶部设置有旋转支撑机构，井口旋转密封换向机构底部固定连接有一节沿垂直方向设置的钻杆单元，井口旋转密封换向机构底部转动连接在旋转支撑机构上，钻杆单元伸入在旋转支撑机构和井口防喷器内部，钻杆单元下端伸出井口防喷器；井口旋转密封换向机构的内部和钻杆单元内部沿轴线方向设置有隔板，井口防喷器固定安装在井眼的井口处，井口旋转密封换向机构的上端通过传动杆组件与动力输出端传动连接，钻杆单元呈圆筒状，钻杆单元的下端向下同轴向设置有连接凸头，钻杆单元的上端设置有连接凹槽，钻杆单元的连接凸头螺纹连接在相邻钻杆单元的连接凹槽内；

隔板在每节钻杆单元的内部竖向设置一块，每块隔板的前后两侧边均与钻杆单元的内壁密封接触，隔板通过隔板固定组件固定在钻杆单元内，上下相邻两块隔板之间通过隔板连接组件连接，隔板将钻杆单元及井口旋转密封换向机构的内部分隔为两个独立的通道，位于左侧的通道为钻井液输出通道，位于右侧的通道为钻井液输入通道；