[發明專利]一種瞬時負壓欠平衡鉆井裝置及方法

有效

• 申請號: 201610851093.8
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106285464B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李志娜;李振春;王鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B21/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

1.一種瞬時負壓欠平衡鉆井裝置，其特征在于,主體結構包括上接頭、導流壓緊套筒、上導流壓緊套筒流道、球座體、下導流接頭、下導流接頭流道、下導流接頭中心流道、球擋盤、球和定位銷釘；下導流接頭的內部設有沿其軸線方向延伸的貫通的下導流接頭中心流道，外側設有環空結構的下導流接頭流道和上導流壓緊套筒流道；下導流接頭的下端設置有用于連接外部鉆頭的連接螺紋；下導流接頭的中上部自下而上依次套設有球座體、導流壓緊套筒和上接頭，上接頭將球座體和導流壓緊套筒壓緊在下導流接頭上，球座體的外徑和需要鉆井的井眼直徑一致，球座體的上下兩端均安裝有定位銷釘，用于限定球座體與導流壓緊套筒和下導流接頭之間的軸向轉動；球座體上沿周向均勻分布有四個球和球擋盤，球擋盤安裝在球的上方；下導流接頭和上接頭之間通過螺紋連接；上接頭與外接的上部鉆柱通過螺紋連接。

2.一種采用如權利要求1所述裝置瞬時負壓欠平衡鉆井方法，其特征在于,進行瞬時負壓欠平衡鉆井時，通過在鉆柱中加入瞬時負壓欠平衡鉆井裝置實現，井口的轉盤或頂驅帶動上部鉆柱和鉆頭旋轉，上接頭在上部鉆柱的帶動下順時針勻速轉動，鉆頭與井底巖石的相互作用以及鉆柱與井壁之間的摩擦碰撞使鉆柱產生縱向、扭轉和橫向三個方向的振動，當瞬時負壓欠平衡鉆井裝置在鉆柱帶動下向上振動時，球座體中的球在慣性作用下堵塞環空鉆井流體通道，由于球座體外徑和井眼直徑相等，球座體上部上導流壓緊套筒流道的環空鉆井流體將產生向上的瞬時位移使壓力升高，同時球座體下部下導流接頭流道內的環空鉆井流體將受到向上的抽吸作用使壓力降低，在井底形成瞬時負壓；當鉆柱向下振動時,球座體下部的下導流接頭流道打開，環空鉆井流體正常循環，球座體上部上導流壓緊套筒流道和下部下導流接頭流道內的環空鉆井流體聯通，壓力恢復相等；如此循環，實現瞬時負壓欠平衡鉆井。