[實用新型]一種超深水平井防沉屑工具

有效

• 申請號: 201620013726.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN205314943U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 胡強;李皋;吳貴平;李誠;曾輝
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及超深水平井鉆井技術領域，更具體地涉及一種超深水平井防沉屑工具。

背景技術

在超深水平井鉆井過程中，水平井段和直井段巖屑有效運移是確保順利鉆進的關鍵。為了保 證水平井段正常攜巖，地面泵壓已經比較大，由于循環介質的沿程摩阻增大，鉆井液攜巖上 返進入直井段后，在直井段環空巖屑運移受到的舉升力有所降低，巖屑運移可能存在困難。 但是，如果繼續增大泵壓以同時保證水平段和直井段正常攜巖，可能會超出地面泥漿泵工作 能力范圍，此外，水平井鉆遇多套地層，如果泵壓過大，容易壓漏地層，造成鉆井事故。 針對上述鉆井過程中可能存在的巖屑運移困難問題，先前已經有學者進行了相關研究，專利 ZL200820063175.7公開的一種防沉屑鉆井工具，在工具本體上開有多角度噴孔，噴孔內安裝 噴嘴，通過增大泵入能量的10％，并利用鉆柱內外壓差向環空噴射循環流體，從而使環空上 返流體形成紊流流態，有效確保巖屑運移，但該防沉屑鉆井工具只要內外環空存在壓差就會 形成射流，而不能自由控制循環流體向環空射流。此外，也有相關文獻(祝效華,劉少胡.氣 體鉆井防沉屑工具分流繼能機理與可行性研究[J].石油鉆探技術,2009,37(6):78-80.)，開展了 氣體鉆井防沉屑工具分流繼能機理與可行性研究，分析了分流繼能機理，并數值模擬了孔徑 對工具分流量的影響，提出該工具具有可行性和安全性，但該氣體鉆井防沉屑工具也不能實 現自主控制分流。

因此，設計了一種超深水平井防沉屑工具，該工具可有效保持和提高直井段環空內巖屑的運 移和懸浮能力，防止上返鉆井液攜帶的巖屑沉積。通過更換該工具鉆桿壁內的彈簧，可實現 不同液柱壓力下鉆井液向環空的射流。

發明內容

本實用新型目的是：提供一種超深水平井防沉屑工具。

本實用新型所采用的技術方案是：

本實用新型一種超深水平井防沉屑工具，主要由公接頭、母接頭、鉆桿壁、閥芯、彈簧、墊 圈、彈簧端蓋、噴嘴、流道孔組成。所述公接頭和母接頭分別與工具上下兩端鉆桿螺紋連接； 工具本體中部鉆桿壁加厚，且旁通有鉆井液流道；閥芯安裝在鉆桿壁內，彈簧端蓋通過螺紋 安裝在鉆桿壁內；彈簧端蓋開有限位孔，與閥芯嵌套連接，閥芯與彈簧端蓋之間安裝有彈簧 和墊圈；噴嘴通過螺紋安裝在鉆桿壁內的流道中。正常循環時，鉆桿內液柱壓力較高，鉆井 液推動閥芯壓縮彈簧，鉆桿壁內的流道打開，鉆井液沿流道經噴嘴向環空高速射流。由噴嘴 噴射出的高速鉆井液可以改變噴嘴上部附近環空流場，增大鉆井液流速和巖屑運移速度，結 合鉆桿旋轉，可以顯著提高巖屑的運移效率，有效防止巖屑因受自身重力和鉆井液對其的拖 拽力不足而沉降。

本實用新型的優點：結構簡單、射流效果明顯，能有效提高工具上部環空巖屑運移效率，防 止巖屑沉降。

附圖說明

圖1是本實用新型一種超深水平井防沉屑工具的結構示意圖。

圖中：1.公接頭，2.母接頭，3.鉆桿壁，4.閥芯，5.彈簧，6.墊圈，7.彈簧端蓋，8.噴嘴，9.流 道孔。

圖2是圖1中彈簧端蓋側視圖和俯視圖。

圖3是圖1中噴嘴側視圖和俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型一種超深水平井防沉屑工具，主要由公接頭1、母接頭2、鉆桿壁3、 閥芯4、彈簧5、墊圈6、彈簧端蓋7、噴嘴8、流道孔9組成。所述公接頭1和母接頭2用 于連接工具上下兩端鉆桿；工具本體中部鉆桿壁3加厚，且旁通有鉆井液流道孔9；閥芯4 與彈簧端蓋7之間安裝可伸縮彈簧5和墊圈6，通過更換彈簧5可實現不同液柱壓力下鉆井 液向環空射流，墊圈6可防止鉆井液進入限位孔內；閥芯4在鉆桿徑向可以左、右移動，并 分別堵塞和打開流道孔9；流道打開，噴嘴8向環空噴射高速鉆井液。在水平井正常鉆進或 停鉆循環鉆井液過程中，鉆柱內液柱壓力較高，鉆井液推動閥芯4壓縮彈簧5，鉆桿壁3內 的流道孔9打開，鉆井液沿流道經噴嘴8向環空高速射流。由噴嘴8噴射出的高速鉆井液可 以改變噴嘴8上部附近環空流場，增大鉆井液流速和巖屑運移速度，提高巖屑的運移效率， 有效防止巖屑因受拖拽力不足而沉降。停泵時，鉆柱內液柱壓力降低，彈簧5伸展并推動閥 芯4向左移動，閥芯4堵塞鉆井液流道孔9。