[發(fā)明專(zhuān)利]頁(yè)巖鉆管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480006416.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105247159B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.馬穆德;M.拉富恩特;S.格蘭杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 美國(guó)瓦盧瑞克鉆井產(chǎn)品股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B17/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B17/00;E21B17/042
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 陳钘

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)涉及美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)US7210710，公開(kāi)日為2007年5月1日，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用在此并入。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種鉆管，一種具有61/8”到6³/₄”生產(chǎn)孔尺寸的用于非常規(guī)油氣的管狀鉆柱部件。非常規(guī)油氣鉆井通常被稱(chēng)為頁(yè)巖鉆井。

頁(yè)巖鉆井不斷發(fā)展，因?yàn)橐簤簤毫鸦蛩毫逊ɡ^續(xù)使得非常規(guī)回收更有效和經(jīng)濟(jì)。頁(yè)巖鉆井通常需要鉆孔包括垂直分布，隨后為水平分布，使得僅井的軌跡最大化到生產(chǎn)區(qū)域的暴露。通常巴肯(Bakken)井分布將具有在垂直分布和水平分布之間在約10，000英尺測(cè)量深度(MD)處的造斜點(diǎn)(kick-off point)，隨后為另一10，000英尺M(jìn)D的水平區(qū)段。通常從垂直到水平的造斜率為10度狗腿度或更高，增加井的彎曲度且從而增加在鉆管上的周期應(yīng)力。

關(guān)于常規(guī)鉆井的問(wèn)題在頁(yè)巖鉆井的情況下加重。鉆水平井隨著垂直和水平的鉆井長(zhǎng)度的增大變得更具挑戰(zhàn)性。挑戰(zhàn)包括管理ECD(當(dāng)量循環(huán)密度)，提供朝向水平區(qū)段的尾端的方向控制，有效孔清潔，和處理由于鉆柱屈曲和增加的管磨損導(dǎo)致的低效現(xiàn)象。

具有更長(zhǎng)的水平區(qū)段的水平鉆井傾向于增加孔清潔挑戰(zhàn)性，且在鉆井參數(shù)和泥漿特性沒(méi)有被緊密監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)整的情況下鉆柱會(huì)卡住。

困難的鉆井條件導(dǎo)致用于非常規(guī)鉆井的鉆管具有比用于常規(guī)鉆井的鉆管更短的鉆管壽命。通常，頁(yè)巖井水平區(qū)段利用鉆柱在壓縮情況下鉆井，增加在管和地層或套管之間的接觸，特別是在彎曲部分，導(dǎo)致磨損。用于頁(yè)巖井的鉆管的使用壽命通常從用于常規(guī)鉆井的鉆管的一般4-5年的使用壽命顯著降低1-2年。頁(yè)巖井中的鉆管由此比常規(guī)使用的鉆管需要更加頻繁的維護(hù)，和更加頻繁的更換，因此還導(dǎo)致成本更高。

當(dāng)前使用的鉆管通常具有4”的外徑(OD)，遵循在API SPEC 5DP中描述的標(biāo)準(zhǔn)：鉆管的說(shuō)明，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入。屈曲和中間區(qū)段磨損是與現(xiàn)有鉆管相關(guān)的兩個(gè)主要問(wèn)題，其涉及鉆管參數(shù)選擇。

發(fā)明內(nèi)容

用于非常規(guī)油氣鉆井的鉆管在本文中公開(kāi)，且示例性實(shí)施例包括第一和第二工具接頭，其中第一和第二工具接頭具有相同的外徑和內(nèi)徑，在第一和第二工具接頭之間的主要部分，其具有與第一和第二工具接頭相鄰的加厚部，和在加厚部之間的中央?yún)^(qū)段。主要部分的中央?yún)^(qū)段的外徑小于主要部分加厚部的外徑，且主要部分中央?yún)^(qū)段的外徑與主要部分加厚部的外徑之比被選擇用于61/8”到6³/₄”的給定孔區(qū)段范圍。

附圖說(shuō)明

示例性實(shí)施例的特性和益處在下面的描述中參考附圖更詳細(xì)地闡明。

圖1示出了示例性實(shí)施例的第一變式的示意性截面視圖；

圖2示出了示例性實(shí)施例的第二變式的示意性截面視圖；

圖3示出了示例性實(shí)施例的第三變式的示意性截面視圖；

圖4示出了示例性實(shí)施例的第四變式的示意性截面視圖；

圖5示出了示例性實(shí)施例的第五變式的示意性截面視圖；

圖6示出了對(duì)于在6³/₄”鉆孔中當(dāng)前使用的管幾何的設(shè)備限制流動(dòng)速率分布；

圖7示出了對(duì)于在6³/₄”鉆孔中當(dāng)前使用的管幾何和本發(fā)明的示例性實(shí)施例的設(shè)備限制流動(dòng)速率分布；以及

圖8示出了對(duì)于在6³/₄”鉆孔中當(dāng)前使用的管幾何和本發(fā)明的示例性實(shí)施例的當(dāng)量循環(huán)密度。

具體實(shí)施方式

本文中提供的示例性實(shí)施例的目的和特征是提供一種頁(yè)巖鉆管，其具有優(yōu)化的外徑以最小化屈曲和中間區(qū)段磨損，和優(yōu)化的鉆井效率。示例性實(shí)施例增加鉆柱屈曲抗性，且允許更高的流動(dòng)速率。示例性鉆管還可以具有一區(qū)域，以增加頁(yè)巖鉆管壽命預(yù)期。

此處所述的示例性頁(yè)巖鉆管的一個(gè)益處是能應(yīng)用更多重量在鉆頭上，其產(chǎn)生更高的穿透速率，而不會(huì)經(jīng)受管屈曲。此處所述的示例性頁(yè)巖鉆管的另一益處是通過(guò)減小上返時(shí)間(bottoms up time)以及上返周期的量以清潔井而提高孔清潔效率。示例性鉆管可以用標(biāo)準(zhǔn)操縱設(shè)備(升降器)來(lái)操縱。此處所述的示例性頁(yè)巖鉆管的這些和其它目的、益處和結(jié)構(gòu)在考慮了本說(shuō)明書(shū)和附圖之后對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。