[發明專利]一種鉆井用提速工具及其提速方法

有效

• 申請號: 201410668884.8
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN105672883B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 李宗清;朱煥剛;燕修良;陳永明;李建成;宋榮榮;許萍;李曉;韓玉華;趙義;宋中文
• 申請（專利權）人: 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B21/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

本發明公開了一種鉆井用提速工具及其提速方法。所述提速工具包括外筒、內筒和防掉筒；外筒和防掉筒通過螺紋連接；內筒的外花鍵與外筒的內花鍵配合連接，并可實現扭矩傳遞和上下滑動；內筒的上下移動可以實現外筒旁通孔道的打開和關閉；防掉筒可以防止內筒落入井眼內。提速工具結構簡單，可以方便的實現鉆柱內外環空的連通與隔離；將提速工具連接到鉆具組合中并下入井底，可以實現利用小排量鉆進提高深層鉆頭水功率以及射流沖擊力，同時利用提速工具的旁通孔道實現大排量洗井，從而充分發揮噴射鉆井技術在深層鉆井中提速作用。

技術領域

本發明涉及鉆井工具領域，尤其涉及一種鉆井用提速工具及其提速方法。

背景技術

鉆井工程是油氣藏開發中投資大、風險高的工程，它的費用占勘探開發成本的50％以上。破巖技術是油氣鉆井技術的核心內容，破巖效率的好壞直接決定著鉆井速度和成本，更決定著鉆井工程的經濟效益。隨著我國油氣勘探開發的不斷深入，深井、超深井鉆井數量不斷增加。當井深增加時，鉆井速度低、成本高、周期長的問題非常突出，嚴重影響了整個油氣田的勘探開發速度。特別是深部地層機械鉆速慢，導致鉆井周期長，鉆井期間，各種工程事故時有發生，施工效率低下。分析其原因，一方面是深部井段地層埋藏深，地層壓實作用大，導致巖石本身強度大，不易破碎；另一方面，隨著井深的增加，鉆柱內鉆井液的沿程損耗不斷增大，從而導致鉆頭破碎地層的水力能量不斷減小，導致機械鉆速大大降低。

提高射流水功率的主要方法有提高泵壓、提高泵排量或者減小噴嘴直徑，這些方法受到井隊設備配置或者設備額定工作壓力的限制，而且深井鉆井過程中，鉆井泵提供的能量大部分都消耗在鉆柱的循環壓耗上。因此，如何在現有鉆井設備配套水平下，充分利用鉆井泵提供的水功率，降低鉆柱內循環壓耗，增加破巖的水力能量是深井安全和快速鉆井的關鍵。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術的不足,提供一種通過降低鉆進時的鉆井液排量提高深層鉆頭水功率以及射流沖擊力，同時利用提速工具確保能夠大排量洗井，發揮噴射鉆井技術在深層的提速作用的鉆井用提速工具和提速方 法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鉆井用提速工具包括外筒、內筒和防掉筒；外筒呈筒狀結構，上端和下端分別加工有螺紋，內部加工有內花鍵，在內花鍵和上端螺紋之間加工有貫穿外筒筒壁的旁通孔道；防掉筒呈筒狀結構，上端加工有螺紋，下端具有朝向防掉筒內部凸起的臺階；外筒和防掉筒通過外筒的下端螺紋和防掉筒的上端螺紋實現螺紋連接；內筒呈筒狀結構，中部加工有外花鍵，下端加工有螺紋，外花鍵和下端螺紋中間加工有朝向內筒外部凸起的臺階；內筒的外花鍵與外筒的內花鍵配合連接，并可實現扭矩傳遞和上下滑動。

上述方案進一步包括：內筒上端外緣加工有溝槽，分別安裝密封圈和導向環，內筒向上移動的極限位置在內筒的外凸臺階與外筒下端接觸處，內筒向下移動的極限位置在內筒的外凸臺階與防掉筒的內凸臺階接觸處；內筒與外筒通過密封圈實現徑向流體密封；內筒的外凸臺階與外筒下端接觸時，密封圈位于外筒的旁通孔道的上部，防止流經提速工具內部的流體通過外筒的旁通孔道進入外筒的外部空間；內筒的外凸臺階與防掉筒的內凸臺階接觸時，密封圈位于外筒的旁通孔道的下部，流經提速工具內部的流體通過外筒的旁通孔道進入外筒的外部空間。所述的外筒最好由上外筒和下外筒兩部分組裝而成。

基于上述鉆井用提速工具的提速方法包括：

將鉆井用提速工具連接在鉆柱上，鉆柱下端連接鉆頭一起下入鉆井井眼內。

鉆頭接觸井眼底部進行鉆進作業時，鉆井用提速工具內筒與外筒通過密封圈實現密封，防止流經提速工具內部的流體通過外筒的旁通孔道進入外筒的外部空間，鉆井流體依次經過鉆柱內部、提速工具內部以及鉆頭水眼進入鉆柱的外部環空。