[實(shí)用新型]提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920107872.2
• 申請(qǐng)日: 2009-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201396067Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳學(xué)升;李憲文;劉社明;黃占盈;歐陽(yáng)勇;白明娜;高云文;王勇茗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;E21B10/00;E21B17/10;E21B17/00
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李玉明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小井眼鉆井管柱，是一種能提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具。

背景技術(shù)

小井眼鉆井目前存在的問(wèn)題有：1、小井眼深井段軌跡控制難度加大：由于小鉆具柔性大，隨著井身的增加，特別是大于1500米以后，造斜鉆具的工具面很難掌握。長(zhǎng)慶油田完成的第一口井深2250米的小井眼實(shí)驗(yàn)井，因?yàn)檐壽E控制效果不好，曾經(jīng)6次起下鉆倒換鉆具組合，降低了機(jī)械鉆速，提高了鉆完井周期，造成了人力物力的巨大浪費(fèi)。2、由于小直徑PDC使用過(guò)程中存在定向困難、壽命段等問(wèn)題，施工的大部分小井眼鉆井采用牙輪鉆頭定向。但是牙輪鉆頭適合“高鉆壓-低轉(zhuǎn)速”的鉆進(jìn)模式，隨著井深的增加(長(zhǎng)慶近期施工的小井眼井井深達(dá)到了2300米以上)，小井眼鉆具本身柔性大，這種鉆進(jìn)模式會(huì)使鉆具反扭增大，工具面不穩(wěn)定，穩(wěn)斜困難；另外，深井段也存在加壓困難的問(wèn)題。而PDC鉆頭適合于“低鉆壓-高轉(zhuǎn)速”的鉆進(jìn)模式，這點(diǎn)特別適合小井眼定向鉆井，在較小的鉆壓下定向鉆進(jìn)，就能獲得比牙輪鉆頭更高的機(jī)械鉆速，同時(shí)反扭小、工具面更加穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：提供一種提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具，改變井下鉆具鉆具為復(fù)合鉆進(jìn)組合結(jié)構(gòu)，適用于小井眼深井鉆井施工，提高深井段軌跡控制能力；減少起下鉆倒換井下鉆具鉆具組合，提高機(jī)械鉆速，縮短小井眼深井鉆完井周期；全井段復(fù)合鉆進(jìn)，配合PDC鉆頭“低鉆壓-高轉(zhuǎn)速”的鉆進(jìn)模，提高機(jī)械鉆速。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具，主要由PDC鉆頭、螺桿鉆具、短鉆鋌、扶正器、鉆鋌和鉆桿組成，其特征在于井下鉆具連接自下而上是：PDC鉆頭的上部連接螺桿鉆具，螺桿鉆具上部連接短鉆鋌，短鉆鋌上部連接扶正器，扶正器上部連接鉆鋌，鉆鋌上部連接鉆桿。

所述的PDC鉆頭公稱直徑為172毫米；螺桿鉆具公稱直徑為140毫米；短鉆鋌的外徑為140毫米；扶正器外徑為163毫米；鉆鋌的外徑為120毫米；鉆桿的外徑為88.9毫米。

所述的短鉆鋌的長(zhǎng)度為1～6米。短鉆鋌滿足增斜、降斜、穩(wěn)斜要求，其中短鉆鋌長(zhǎng)度3米，穩(wěn)斜效果最好；小于3米，表現(xiàn)為降斜；大于3米，表現(xiàn)為增斜。扶正器的數(shù)量為1根，扶正器的長(zhǎng)度為1米。鉆鋌的數(shù)量為14根，鉆鋌的總長(zhǎng)度約為136米。

所述的螺桿鉆具的型號(hào)為5LZ140×7.0L-4，長(zhǎng)度7.12米；兩端帶有外徑為165毫米的扶正裝置，下部的扶正裝置距鉆頭距離0.6米；螺桿彎角為1°，螺桿彎角距離鉆頭距離1.33米。

所述的在PDC鉆頭的復(fù)合片背后有減振齒，減振齒能限制復(fù)合片吃入巖層的深度，減輕或避免復(fù)合片受沖擊破壞，從而提高PDC鉆頭的工作壽命。

PDC鉆頭的型號(hào)為BTm115AX，長(zhǎng)度0.26米：該鉆頭具有淺外錐、深內(nèi)錐結(jié)構(gòu)、拋物線冠部形狀，五螺旋刀翼、短螺旋保徑等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)相對(duì)于常規(guī)的小井眼PDC鉆頭，進(jìn)行了雙排齒優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高鉆頭壽命。主切削齒直徑16毫米，厚度10毫米；輔助切削齒直徑13毫米，厚度8毫米。主切削齒與輔助切削齒的徑向位置相同，周向位置相鄰，側(cè)轉(zhuǎn)角、后傾角相同。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具，具有以下效果：

(1)利用該井下鉆具組合，能實(shí)現(xiàn)造斜、穩(wěn)斜、增斜、降斜一套鉆具組合，能顯著降低因?yàn)檐壽E控制不力而導(dǎo)致的起下鉆，降低完井周期。同時(shí)，也有效的減免因?yàn)槠鹣裸@而發(fā)生井噴、卡鉆等井下事故的危險(xiǎn)性。

(2)二開(kāi)全井段使用本井下鉆具，全井段“復(fù)合”鉆進(jìn)，配合PDC鉆頭“低鉆壓-高轉(zhuǎn)速”的鉆進(jìn)模式，提高機(jī)械鉆速。

(3)采用的PDC鉆頭的復(fù)合片背后有減振齒，滿足了地層的鉆進(jìn)需要，顯著的降低了鉆頭的磨損，提高了鉆頭壽命，降低了鉆頭成本，提高了機(jī)械鉆速。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.PDC鉆頭，2.螺桿鉆具，3.短鉆鋌，4.扶正器，5.鉆鋌，6.鉆桿。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：以一個(gè)提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

提高小井眼機(jī)械鉆速的井下鉆具，PDC鉆頭1的上部連接螺桿鉆具2，螺桿鉆具2上部連接短鉆鋌3，短鉆鋌3上部連接扶正器4，扶正器4上部連接鉆鋌5，鉆鋌5上部連接鉆桿6。

PDC鉆頭1公稱直徑為172毫米；螺桿鉆具2公稱直徑為140毫米；短鉆鋌3的外徑為140毫米；扶正器4外徑為163毫米；鉆鋌5的外徑為120毫米；鉆桿6的外徑為88.9毫米。