[實用新型]大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合

有效

• 申請號: 201720168328.3
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN206554802U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王建龍;張雯瓊;于志強;郭菲;劉軒;柳鶴;王長在;靳盛
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24;E21B37/00;E21B17/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 劉美甜

技術領域

本實用新型涉及石油天然氣鉆探工具技術領域，特別是涉及一種大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合。

背景技術

大斜度井一般是指鉆井斜長與垂深之比大于2，最大井斜角在60-86°之間。然而，大斜度井裸眼段長，而裸眼段摩阻系數大，導致鉆柱與井壁間的摩擦阻力大；另外，大斜度井由于井斜角大，當井斜角超過45°以后，巖屑上返困難，容易堆積在下井壁，進一步增加了鉆柱與井壁間的摩擦阻力。這兩種因素共同作用，導致了大斜度井定向過程中托壓現象嚴重，定向效率低，同時增加了井下卡鉆的風險。

目前，國內外主要是通過在鉆井液中添加潤滑劑、使用水力振蕩器等振動減阻工具等方式來解決托壓問題。雖然這些方法起到了一定的作用，但是當巖屑床堆積的厚度超過一定值，摩阻增加到一定程度，這種單一的方法無法緩解托壓效果有效。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合，能有效清除大斜度井已經形成的巖屑床，并有效預防形成新的巖屑床，降低鉆柱與井壁之間的摩阻，有效緩解定向托壓，降低井下卡鉆的風險，提高大斜度井鉆井時效，為大斜度井緩解定向托壓提供一種行之有效的處理裝置。

為此，本實用新型的技術方案在于：

一種大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合，包括從上到下依次連接的鉆桿、水力振蕩器、加重鉆桿、隨鉆測量系統、螺桿和鉆頭；

所述加重鉆桿的長度為150～240m；

所述鉆桿、水力振蕩器及加重鉆桿組成的結構在縱向上從上至下每間隔90～150m即設置有井眼清潔工具。井眼清潔工具設置在相鄰的鉆桿或相鄰的加重鉆桿之間。

井眼清潔工具通過利用特殊螺旋刀翼的機械刮削作用和槽道內產生的渦流作用來破壞井壁上已經形成的巖屑床，并預防新的巖屑床的形成。

優選，設置在上側的井眼清潔工具兩兩之間的距離小于等于設置在下側的井眼清潔工具兩兩之間的距離。

優選，位置處于最頂端的井眼清潔工具安裝在井斜角為40～50°的位置處。

優選，位置處于最底端的井眼清潔工具距鉆頭的距離為100～200m。

該大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合能有效清除大斜度井已經形成的巖屑床，并有效預防形成新的巖屑床，降低鉆柱與井壁之間的摩阻，有效緩解定向托壓，降低井下卡鉆的風險，提高大斜度井鉆井時效，為大斜度井緩解定向托壓提供一種行之有效的處理裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型的技術方案進行詳細描述。

如圖1所示，一種大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合，包括從上到下依次連接的鉆桿1、水力振蕩器2、加重鉆桿3、隨鉆測量系統4、螺桿5和鉆頭6；加重鉆桿3的長度為150～240m；鉆桿1、水力振蕩器2及加重鉆桿3組成的結構在縱向上從上至下每間隔90～150m即設置有井眼清潔工具7。井眼清潔工具設置在相鄰的鉆桿或相鄰的加重鉆桿之間。為了保證巖屑的清除效果，使設置在上側的井眼清潔工具7兩兩之間的距離小于等于設置在下側的井眼清潔工具7兩兩之間的距離。

作為對實用新型的一種實施方式，位置處于最頂端的井眼清潔工具7安裝在井斜角為40～50°的位置處。優選，位置處于最底端的井眼清潔工具7距鉆頭的距離為100～200m。

使用時，將該大斜度井用緩解定向托壓鉆柱組合下入井底，開鉆井泵，正常鉆進即可。

水力振蕩器由脈沖短節和震蕩短節組成，脈沖短節通過利用鉆井液的水力能量產生壓力波動，帶動震蕩短節產生軸向震動，進而帶動下部鉆柱產生微小的蠕動，將定向過程中下部鉆柱與井壁間的靜摩阻轉變為動摩阻，從而降低了摩阻，緩解定向托壓。水力振蕩器的具體的安放位置需要綜合考慮工具性能、鉆井參數、井眼參數等因素來確定。

井眼清潔工具通過利用特殊螺旋刀翼的機械刮削作用和槽道內產生的渦流作用來破壞井壁上已經形成的巖屑床，并預防新的巖屑床的形成。可選用具有相同功能的井眼清潔工具即可，此處提供一種適用于本實用新型的井眼清潔工具，我們申請的專利ZL2016208900987所公開的結構即可適用于此處。其它類似結構，或能實現相同功能的井眼清潔工具均可適用。

螺桿由轉子和定子組成，在鉆井液驅動下，能輸出一定的扭力和轉速，一方面給鉆頭提供動力破碎巖石，另一方面當井斜角、方位角超出設計范圍后，可以通過調整螺桿的方位，來實現調整井斜角和方位角，以滿足定向鉆井需求。

鉆頭主要由切削齒和水眼組成，在一定的轉速和鉆壓下，用來破碎井底巖石，并利用水眼來清洗井底巖屑。