[實(shí)用新型]用于鉆井工程的防斜打直組合鉆具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420120935.9
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203783463U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧長(zhǎng)生;劉兆康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川海沃石油工程技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B7/10
• 分類(lèi)號(hào): E21B7/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鉆井用鉆具，尤其涉及一種用于鉆井工程的防斜打直組合鉆具。

背景技術(shù)

在石油鉆井過(guò)程中，由于地層傾角的存在，當(dāng)鉆頭鉆至地層巖性變化的界面時(shí)，出現(xiàn)了在水平面上的巖性差異，鉆頭在徑向上就會(huì)產(chǎn)生水平位移，也即是通常所說(shuō)的形成了一個(gè)地層臺(tái)階。

高陡構(gòu)造易斜地區(qū)是以地層傾角的存在為先決條件的，但它僅僅是導(dǎo)致井斜發(fā)生的誘因，地層巖性變化的頻度以及地層巖性的變化差異大小才是影響井斜的主要原因。高陡構(gòu)造的井斜曲線實(shí)質(zhì)上是一條由眾多微鋸齒波構(gòu)成的，該微鋸齒波是由地層臺(tái)階處產(chǎn)生傾斜量和繼續(xù)鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的矯正量連續(xù)形成的。

傳統(tǒng)剛性滿眼鉆具對(duì)克服地層臺(tái)階有顯著的效果，但是它也不能完全消除它，只能使地層臺(tái)階變小。由于常規(guī)的剛性滿眼鉆具結(jié)構(gòu)不具鐘擺力，鉆過(guò)巖性界面后，只能保持穩(wěn)斜鉆進(jìn)，因此，常規(guī)的剛性滿眼鉆具每過(guò)一次地層巖性軟硬交替的界面，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)井斜增量，其整體趨勢(shì)是井斜增量的累積增大。

傳統(tǒng)鐘擺鉆具能提供鐘擺力，它有一個(gè)降斜趨勢(shì)，但它對(duì)克服地層臺(tái)階的能力較弱，當(dāng)?shù)貙訋r性變化的頻度較高（地層巖性的間層厚度較小）時(shí)，地層臺(tái)階的存在成為了井斜的主導(dǎo)因素，井斜增量的累積為正。

如圖3所示，圖中表示井斜升降的兩個(gè)微段內(nèi)使用不同鉆具所產(chǎn)生的井斜變化情況，O點(diǎn)表示參考原點(diǎn)，OA表示過(guò)首個(gè)地層軟硬界面形成地層臺(tái)階的井段，BC表示過(guò)下個(gè)地層軟硬界面形成地層臺(tái)階的井段。其中，曲線1為傳統(tǒng)鐘擺鉆具鉆井過(guò)程中所產(chǎn)生的井斜控制曲線；曲線2為傳統(tǒng)剛性滿眼鉆具鉆井過(guò)程中所產(chǎn)生的井斜控制曲線。由圖3可以看出，在高陡構(gòu)造易斜井段，傳統(tǒng)鐘擺鉆具和傳統(tǒng)剛性滿眼鉆具在鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的井斜增量總量都是累積增大的，所以最后始終會(huì)形成井斜較大的石油井，降低了所鉆井的井身質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的井斜增量極小的用于鉆井工程的防斜打直組合鉆具。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種用于鉆井工程的防斜打直組合鉆具，包括鉆頭、三棱鉆鋌、短鉆鋌和鉆具穩(wěn)定器，所述三棱鉆鋌為圓周均勻設(shè)置有三個(gè)直棱的鉆鋌，所述短鉆鋌為長(zhǎng)度小于鉆鋌標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)長(zhǎng)度的圓柱形鉆鋌，所述三棱鉆鋌的第一端與所述鉆頭連接，所述三棱鉆鋌的第二端與所述短鉆鋌的第一端連接，所述短鉆鋌的第二端與所述鉆具穩(wěn)定器的第一端連接，所述三棱鉆鋌的第二端連接段直徑小于其直棱部分的外接圓直徑，所述短鉆鋌的整段直徑相同，所述短鉆鋌的直徑、所述三棱鉆鋌的第二端直徑和所述鉆具穩(wěn)定器的第一端直徑相同。

上述結(jié)構(gòu)中，三棱鉆鋌、短鉆鋌和鉆具穩(wěn)定器均為公知產(chǎn)品，其中，三棱鉆鋌是已經(jīng)獲得授權(quán)的專(zhuān)利產(chǎn)品，該專(zhuān)利的專(zhuān)利號(hào)為“ZL200920078811.8”，這種鉆鋌能夠有效克服地層臺(tái)階導(dǎo)致井眼傾斜的問(wèn)題，其作用原理為：當(dāng)鉆至軟硬地層界面時(shí)，三棱鉆鋌的底端形成了一個(gè)近鉆頭穩(wěn)定器的作用支點(diǎn)，由于三棱鉆鋌具有大剛度及滿眼的特性，其產(chǎn)生的撬杠作用使鉆頭獲得很大的徑向作用力（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐘擺力）來(lái)切削下井壁，使其所形成的地層臺(tái)階變小；短鉆鋌就是普通的圓柱形鉆鋌，其中的“短”是相對(duì)鉆鋌標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)長(zhǎng)度而言，更準(zhǔn)確地說(shuō)，短鉆鋌的長(zhǎng)度是在盡最大可能地獲得鐘擺力的前提下的長(zhǎng)度；鉆具穩(wěn)定器也稱(chēng)扶正器，是一種中間直徑大于兩端直徑的部件，用于在鉆井過(guò)程中使鉆具盡量位于井眼中心位置，由于存在該支點(diǎn)，在井斜存在的條件下，鉆具穩(wěn)定器的中段支點(diǎn)以下的鉆具在重力分量的作用下，可使鉆頭始終有一個(gè)鐘擺力。

優(yōu)選地，所述三棱鉆鋌的直棱部分的外接圓直徑和所述鉆具穩(wěn)定器的中段的外接圓直徑相同且均小于所述鉆頭直徑2mm。

為了增大三棱鉆鋌的耐磨性，所述三棱鉆鋌的外棱表面鑲崁有硬質(zhì)合金齒。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型所述組合鉆具將三棱鉆鋌和鉆具穩(wěn)定器相結(jié)合，并通過(guò)接入短鉆鋌連接三棱鉆鋌和鉆具穩(wěn)定器，構(gòu)成了單穩(wěn)鐘擺鉆具組合，實(shí)現(xiàn)本組合鉆具在具有剛性滿眼鉆具功效的同時(shí)還有鐘擺鉆具的功效，在鉆井過(guò)程中起到了穩(wěn)中有降的功能特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)井斜的削波作用，顯著減小井斜曲線的鋸齒波，大大降低井斜的累積增量，并且大鋸齒波也被削小，井斜的最大值會(huì)大幅度降低，同時(shí)可獲得良好的井眼軌跡，對(duì)降低井下復(fù)雜情況和井下鉆具事故、以及在后期的抽采作業(yè)或其它作業(yè)等方面，都具有很大的實(shí)用價(jià)值；由于本實(shí)用新型所述鉆具組合鉆出的井眼的井斜增率低，所以在滿足同等井斜指標(biāo)的條件下，能夠解放鉆壓，提高鉆井的機(jī)械鉆速，達(dá)到降低鉆井成本的目的。

附圖說(shuō)明