[發明專利]一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具

在審

• 申請號: 201810332756.4
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108397136A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 張杰;李鑫;李翠楠;張珍;周成華
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B17/04;E21B17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具，包括鉆桿公扣、鉆桿本體、硫化橡膠彈性接頭、固定肋、滾珠、鋼板彈簧和鉆桿母扣，其目的是為了提供一種能夠縮短水平井井眼曲率半徑，能夠降低鉆具對導向篩管的磨損，能夠降低井下高溫環境對鉆具性能的影響，成本低且易操作的彈性滾珠式鉆具。本發明的主要作用是，硫化橡膠彈性接頭作為連接鉆具單元的裝置，能夠使鉆具單元朝任意角度偏轉，有利于減小水平井井眼曲率半徑，并且硫化橡膠具有耐高溫性，不會因井下高溫影響而改變性能。當鉆具與導向篩管接觸時，固定肋內的滾珠以滾動摩擦的方式取代了傳統鉆具與導向篩管之間的滑動摩擦，減小了摩擦阻力，降低了導向篩管的受磨損程度。

技術領域

本發明提供了一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具，具體提供了一種能夠縮短水平井井眼曲率半徑，能夠降低鉆具對導向篩管的磨損，能夠降低井下高溫環境對鉆具性能的影響，成本低且易操作的彈性滾珠式鉆具。

背景技術

隨著油氣藏新探明儲量中的可采儲量的比例越來越小，而稠油、復雜小斷塊、低滲透及特低滲透油藏的儲量越來越高，如何挖潛稠油油藏、厚油層頂部剩余油藏、被斷層圈閉的局部剩余油藏和砂體規模小、開發效益差和綜合調整難度大的儲層，從而提高儲層的動用程度、提高老油井產量和改善開發效果，已經成為各油田迫切需要解決的任務。

目前，在超短半徑水平井中應用柔性鉆具挖潛剩余油的技術憑借鉆井費用少、單井控制面積大、可采儲量大、挖潛針對性強、施工周期短和操作簡便等多種優勢，在各油田的應用中極具潛力。

但是，目前各大油田所使用的柔性鉆具在結構上還有所欠缺，比如如何降低鉆具對導向篩管的磨損，如何降低井下高溫環境對鉆具性能的影響等。本發明為了有效解決起下鉆過程中鉆具對導向篩管的磨損以及井下高溫對鉆具性能的影響，并有效縮短水平井的井眼曲率半徑，提供了一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具，能夠有效縮短水平井的井眼曲率半徑，能夠有效降低鉆具對導向篩管的磨損，能夠有效降低井下高溫環境對鉆具性能的影響，成本低且易操作。

為了實現上述目的，本發明采取如下的技術方案：

(1)一種應用于超短半徑水平井的彈性滾珠式鉆具，包括鉆桿公扣、鉆桿本體、硫化橡膠彈性接頭、固定肋、滾珠、鋼板彈簧和鉆桿母扣。

(2)15個固定肋采用焊接的方式均勻地安裝在鉆桿本體的外壁面上，以保證固定肋內的滾珠能夠與導向篩管充分接觸。

(3)每個固定肋內都安裝有1條鋼板彈簧，用于輔助滾珠的壓縮與復位，鋼板彈簧的兩端焊接在固定肋上。

(4)每條鋼板彈簧上都均勻設置著7個中孔，每個中孔的孔面都打磨成與滾珠相配合的凹球面，用于降低滾珠做滾動運動時的阻力。

(5)每條固定肋內都含有7顆滾珠，分別對應鋼板彈簧上的7個中孔。

(6)滾珠的直徑與固定肋的寬度近似相等，以保證鉆具貼向導向篩管時，滾珠能夠與導向篩管相接觸。

(7)滾珠設計為空心，以此來減輕其自身的重量，降低鉆具與導向篩管之間的摩擦阻力，減小導向篩管的受磨損程度。

(8)滾珠的材料硬度要小于導向篩管的材料硬度，當滾珠與導向篩管相接觸時，發生磨損的將是滾珠，從而減小導向篩管的受磨損程度。

(9)使用硫化橡膠彈性接頭作為鉆具單元之間的連接裝置，硫化橡膠彈性接頭具有良好的彈性，能夠使鉆具單元朝任意角度偏轉，有利于減小水平井的井眼曲率半徑，硫化橡膠彈性接頭具有耐高溫性，不會因井下高溫的影響而改變其材料性能，硫化橡膠彈性接頭具有良好的拉伸強度，能夠保證鉆具單元之間扭矩的傳遞。

本發明的優點：