[實用新型]一種清潔井眼的鉆井工具

有效

• 申請號: 201420410077.1
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN203961848U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王鵬;倪紅堅;王瑞和
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 王秀芝

技術領域

本實用新型涉及石油、天然氣鉆井的配套設備技術領域，尤其涉及一種復雜結構井鉆進過程中用于清潔井眼的鉆井工具。

背景技術

隨著油氣開采難度的增大，我國加大了對深層、薄油層、斷塊油層等復雜油層和海洋油氣資源的開發，定向井、水平井及大位移井等復雜結構井技術已經成為開發此類油氣資源的有效手段。在復雜結構井的鉆進過程中，受井斜角、巖屑粒度和環空水力參數等因素的影響易形成巖屑床，巖屑床的存在導致鉆進過程中產生過大的摩阻扭矩，甚至導致沙卡鉆具事故，嚴重影響鉆進的安全性。同時，在井壁穩定性差和易縮頸地層鉆進過程中，鉆柱容易受到井壁掉塊、井壁不規則形狀和縮頸的影響產生上提下放摩阻較大的現象，嚴重時會產生卡鉆。

針對以上兩種工程問題，研究表明：井眼環空水力參數是實現清除巖屑床和消除鉆柱受到較大摩阻和卡鉆現象的關鍵因素。

目前，對本領域技術人員來說，迫切需要樣研制一種用于清潔井眼的鉆井工具，以改善環空鉆井液的壓力分布和速度分布，破壞巖屑床并在一定程度上消除卡鉆現象。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種清潔井眼的鉆井工具，該工具能夠使環空鉆井液產生自激振蕩和高速射流，用于清除復雜結構井鉆進過程中產生的巖屑床，改善井眼清潔狀態，提高鉆進的安全性。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種清潔井眼的鉆井工具,包括本體，所述本體內部設有沿其軸線方向延伸的貫通的中心流道，所述本體的上端設有用于連接上部鉆柱的上接頭，所述本體的下端設有用于連接下部鉆柱的下接頭；所述本體的外周上間隔均布有環空流道，所述環空流道的延伸方向與所述本體的軸線方向一致，相鄰的所述環空流道之間為凸起部，所述凸起部與所述環空流道間隔設置，所述凸起部上凹陷設置有自激振蕩結構單元，所述自激振蕩結構單元設有自激振蕩腔，沿所述本體的軸線方向，所述自激振蕩腔與井壁之間的流體壓力區分為入口輻射低壓區、渦環負壓區、邊界負壓區和出口碰撞高壓區。

優選，所述自激振蕩結構單元包括自下而上依次連接的第一斜面、與所述本體軸線平行的底面、第二斜面，以及兩個側面；所述第一斜面與所述底面之間的夾角為鈍角，所述第二斜面與所述底面之間的夾角為銳角。

進一步優選，所述第一斜面的底邊還連接有第一平面，所述第二斜面的底邊還連接有第二平面。自激振蕩結構單元中的第一斜面、底面、第二斜面、兩個側面、第一平面、第二平面等多個面的設置，提高了阻擋流體使流體發生碰撞并改變流向的機會，有助于渦環負壓區形成渦旋，提高了對巖屑床的破壞、卷吸能力，提高了對巖屑的清洗效率。

另一種優選，每個所述凸起部上還設置有至少一個噴射單元，所述噴射單元設有噴射流道，用于將所述本體中心流道內的高壓鉆井液噴射至井壁。

進一步優選，所述噴射單元包括設置于所述凸起部上的階梯通孔，所述階梯通孔的軸線方向沿所述本體的徑向設置，所述階梯通孔的大孔端靠近所述本體的外部，所述階梯通孔的大孔端安裝有噴嘴，所述噴嘴具有中空的噴嘴流道，所述噴嘴流道沿所述本體的徑向設置。

優選，所述本體的外周上間隔均布有至少兩個所述環空流道，所述凸起部至少均布有兩個。最好，所述環空流道均布有三個，所述凸起部均布有三個。

優選，每個所述凸起部上設有一個所述自激振蕩結構單元。

優選，每個所述凸起部上設有若干所述自激振蕩結構單元。若干所述自激振蕩結構單元分為多列，每列設有至少一個所述自激振蕩結構單元；同一列的所述自激振蕩結構單元同軸線設置，相鄰兩列的所述自激振蕩結構單元位置相對應或交錯設置。

優選，所述本體、所述上接頭、所述下接頭為一體式結構。采用該結構，本實用新型的整個工具沒有活動部件，結構簡單、使用方便、安全可靠。