[發明專利]鉆柱管狀組件

有效

• 申請號: 201280053348.6
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103906887B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: K·馬霍茨基
• 申請（專利權）人: OILSCO科技有限公司
• 主分類號: E21B17/22
• 分類號: E21B17/22;E21B17/10
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所11326
• 代理人: 劉世杰

1.管狀形式的鉆柱管狀組件，其具有沿管軸線延伸的中心鉆孔，以及兩個端部，管狀組件在每一端部處具有端部連接器，用于將鉆柱管狀組件連接到用于在地層中鉆出井眼的鉆柱內，所述管狀組件具有用于使得油井或氣井中的鉆屑流通的一種機構，其中所述機構包括：

-從管狀組件延伸的徑向突起形式的至少一個徑向葉輪，所述徑向突起配置成將徑向推力施加到在通過管和孔之間的環形空間的鉆井液中的鉆屑流上，以使通過徑向突起的鉆屑被迫在徑向方向上遠離所述管狀組件的外表面；以及

-從所述管狀組件沿徑向延伸的徑向突起形式的第一和第二軸向葉輪，所述第一和第二軸向葉輪在所述管狀組件上設置于相對于所述徑向葉輪沿軸向間隔開的位置處，以使徑向葉輪在軸向上位于軸向葉輪之間，軸向葉輪配置成將軸向推力施加到通過管和孔之間環形空間的流體上，以及其中由所述第一軸向葉輪施加到流體上的軸向推力的方向與由第二軸向葉輪施加到流體上的軸向推力的方向相反。

2.根據權利要求1所述的鉆柱管狀組件，其中每一軸向葉輪迫使流體朝向徑向葉輪流動，以便在徑向方向上轉向遠離管狀組件軸線。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的鉆柱管狀組件，其中軸向葉輪包括圍繞管狀組件螺旋形地延伸的至少一個螺旋形部分。

4.根據權利要求3所述的鉆柱管狀組件，其中每一軸向葉輪具有針對每一葉輪的多于一個的螺旋形部分，并且其中在每一軸向葉輪上的螺旋形部分圍繞所述管的軸線沿周向間隔開，并且在沿著管狀組件軸線的相同軸向位置處彼此對準。

5.根據權利要求3或權利要求4所述的鉆柱管狀組件，其中第一軸向葉輪上的螺旋形組件相對于第二軸向葉輪上的螺旋形組件在相反方向上延伸。

6.根據任一前述權利要求所述的鉆柱管狀組件，其中每個軸向和徑向葉輪包括多于一個的徑向突起，并且其中所述徑向突起圍繞所述管狀組件的軸線沿周向間隔開，并且其中徑向突起在沿著管狀組件軸線的相同軸向位置處彼此對準。

7.根據任一前述權利要求所述的鉆柱管狀組件，其中徑向葉輪具有斜坡，以便使得沿著在鉆柱和井眼之間的環形區域軸向向上流動的流體轉向成徑向遠離管狀組件的外表面。

8.根據任一前述權利要求所述的鉆柱管狀組件，其中徑向葉輪具有至少一個葉片，所述葉片從沿徑向靠近所述管外表面的根部徑向延伸到沿徑向與管組件的軸線間隔開的平坦外邊緣。

9.根據權利要求8所述的鉆柱管狀組件，其中所述徑向葉輪具有多于一個的葉片，并且其中所述葉片在周向相鄰的葉片之間限定流體流動通道，其中所述流體流動通道適于引導在管組件和井眼之間的環形空間內的流體流動。

10.根據權利要求9所述的鉆柱管狀組件，其中徑向葉輪的葉片與管軸線對準，并且是直的，并且其中葉片之間的通道也與所述管狀組件的軸線和葉片對準，并且也是直的。

11.根據權利要求9或10所述的鉆柱管狀組件，其中在通道的底部和葉片的徑向延伸壁之間的過渡區域包括弧形表面，弧形表面在葉片的側面和通道的底部之間延伸，從而形成沿周向相對的斜坡，所述斜坡相對于葉片的側壁垂直地逐漸變細。

12.根據權利要求11所述的鉆柱管狀組件，其中通道側面上的斜坡面對管的旋轉方向，其中流經葉片之間通道的流體通過徑向葉輪的旋轉連同管附接到其上的鉆柱的旋轉而被迫在徑向方向上沿著斜坡向上流動，并因此從管組件的軸線徑向向外轉向。

13.根據權利要求8至12中任一項所述的鉆柱管狀組件，其中徑向葉輪具有在其上向孔和下向孔軸向面上的帶有斜坡的表面，并且其中所述下向孔端部具有小于上向孔端部的直徑，足以使得流過或通過斜坡(通常平行于管的軸線)的流體從管的軸線徑向向外轉向到環形區域內，所述環形區域比在徑向上緊鄰管組件外表面的環形區域具有更大的湍流。

14.根據權利要求13所述的鉆柱管狀組件，其中斜坡的直徑在斜坡的軸向端部之間逐漸增大。

15.根據權利要求13或14所述的鉆柱管狀組件，具有在其下端部處由小半徑逐漸變到大半徑的下向孔軸向斜坡，以及在其上向孔端部處布置的從大半徑逐漸變到小半徑的上向孔軸向斜坡。