[發明專利]單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合

有效

• 申請號: 201110302851.8
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102330538A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 狄勤豐;朱衛平;王文昌;王明杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B17/10;E21B17/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及油田鉆探技術領域，提供一種低成本的垂直井段防斜打快鉆具組合，特別是一種單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合。

背景技術

直井眼的防斜打直一直是困擾鉆井界的一個非常重要的難題。在漫長的鉆井實踐過程中，鉆井技術人員一直在探索一種有效的防斜打直技術。這些防斜打直技術包括：鐘擺鉆具組合防斜打直技術、滿眼打直技術、偏重雙頭螺旋穩定器防斜技術、偏心防斜技術、大鉆壓防斜技術。以上這些防斜打快技術，從某種意義上講都屬于被動防斜打直技術范疇。自九十年代以來，防斜打直技術又有了新的進展，出現了VDS、SDD、VertiTrak、PowerV、Smart?Drilling等新型主動性防斜打直技術，我國也在塔里木油田山前高陡構造、中石化南方海相地層成功應用了VertiTrak、PowerV、Smart?Drilling系統，并取得了很好的效果。但由于這些技術的成本較高，就成為這些技術在國內普遍推廣應用的主要障礙。一些高陡構造的直井防斜打直鉆井過程中，目前較多使用的還是鐘擺打直技術。由于鐘擺法的缺點是難以釋放鉆壓，從而使得鉆井速度無法得到提高，使鉆井效益受到了嚴重限制。為此，大鉆壓防斜、偏心防斜打直技術等應運而生。盡管這些方法（應屬動力學防斜打直技術范疇）的發展思路十分正確，但是，由于理論方面的研究及計算方面的缺陷，使得這些技術在現場的應用中并沒有取得很好的效果。可以說低成本的直井防斜問題仍然是一個亟待解決的難題。

最為重要的是，氣體鉆井目前正得到迅速發展，而氣體鉆井直井易斜問題正是制約這種技術發展的瓶頸。由于氣體鉆井的復雜性，一些泥漿鉆井所用防斜方法不能適用于氣體鉆井，同時應盡可能減少穩定器的用量以免引起井下復雜情況。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合，并利用這種特定底部鉆具組合的動力學特性，在鉆頭上形成較大的鐘擺力，相應提高鉆壓，實現防斜又打快的目的。其對控制井斜、提高機械鉆速、降低作業成本具有十分重要的意義。

為了達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合，其由鉆頭、預彎曲短節、下鉆鋌、穩定器和上鉆鋌組成，所述鉆頭連接一個所述預彎曲短節，所述預彎曲短節連接一個下鉆鋌，所述下鉆鋌連接一個穩定器，所述穩定器連接一個上鉆鋌，所述上鉆鋌連接上部鉆柱；?

所述的預彎曲短節中部有彎折，其彎點處的彎角為0.5°~1.5°，所述的預彎曲短節為整體加工；

所述穩定器具有3~5條螺旋扶正條；?

所述穩定器的外徑小于井眼直徑2~18mm；

所述下鉆鋌的長度介于9~45m之間，井徑越大，下鉆鋌的長度取大值；利用底部鉆具組合的動力學特性來給鉆頭提供較大的鐘擺力，實現防斜打快目的。

所述下鉆鋌和穩定器的外徑須與鉆頭直徑匹配，滿足工程需要。

所述鉆頭為各種滿足工程需要的牙輪鉆頭或PDC鉆頭。

本發明與現有技術相比較，具有以下突出的優點：

本發明提供一種單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合，其在鉆頭上產生的動態鐘擺力是常規鐘擺鉆具組合的1.5倍以上。其最大優點是可以利用帶預彎曲結構的底部鉆具組合的動力學特性進行防斜打快作業，本鉆具組合適合泥漿鉆井和氣體鉆井，而且成本低、安全性好。

附圖說明

圖1是單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合結構示意圖。

圖2是所用預彎曲短節示意圖。

圖3是穩定器外形示意圖。

圖4是單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合提供的鉆頭防斜力（氣體鉆井）。

圖5是常規單穩定器鐘擺底部鉆具組合提供的鉆頭防斜力（氣體鉆井）。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的實施例作進一步詳細的描述。

如圖1所示，一種單穩定器預彎曲動力學鐘擺底部鉆具組合，由鉆頭1、預彎曲短節2、下鉆鋌3、穩定器4和上鉆鋌5組成，所述鉆頭1連接一個所述預彎曲短節2，所述預彎曲短節2連接一個下鉆鋌3，所述下鉆鋌3連接一個穩定器4，所述穩定器4連接一個上鉆鋌5，所述上鉆鋌5連接上部鉆柱；?

如圖2所示，所述的預彎曲短節2中部有彎折，其彎點6處的彎角為0.5°~1.5°，所述的預彎曲短節2為整體加工；

如圖3所示，所述穩定器4具有3~5條螺旋扶正條；?

所述穩定器4的外徑小于井眼直徑2~18mm；