[發(fā)明專利]一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910870146.4
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110500037A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王仙仙;張曉斌;王紅娟;洪千里;楊全枝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西延長石油(集團)有限責任公司
• 主分類號: E21B10/00
• 分類號: E21B10/00;E21B10/60;E21B10/61;G01N1/10
• 代理公司: 61220 西安億諾專利代理有限公司
• 代理人: 賀珊<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭及方法。一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭及方法，包括鉆頭冠部以及位于鉆頭冠部內(nèi)的鉆頭本體；所述鉆頭本體內(nèi)設(shè)有鉆頭腔體；鉆頭本體上還設(shè)有與鉆頭腔體連通的上噴嘴流道、中噴嘴流道及下噴嘴流道；所述鉆頭腔體內(nèi)從中心至腔體內(nèi)壁依次設(shè)有取巖屑結(jié)構(gòu)及用于卡設(shè)取巖屑結(jié)構(gòu)的定位套；定位套中部與腔體內(nèi)壁形成內(nèi)部流道；取巖屑結(jié)構(gòu)、定位套底部及腔體內(nèi)壁形成沉砂腔；所述取巖屑結(jié)構(gòu)下行時，下噴嘴流道、腔體內(nèi)壁底端、取巖屑結(jié)構(gòu)側(cè)壁、定位套及上噴嘴流道形成貫穿的通道。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可在鉆井過程中隨鉆獲得井底巖屑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭及方法。

背景技術(shù)

鉆井過程中，鉆頭在井底鉆碎的巖石碎屑稱為巖屑。巖屑是及時認識地層巖性和油氣層的直觀材料,它隨著鉆井液的循環(huán)，不斷地返至地面。現(xiàn)場巖屑錄井實際操作中按一定深度間隔取樣，并按巖屑遲到時間作深度校正。由于鉆到某一深度時所破碎的巖屑，由鉆井液帶到地面的時間，已不是鉆頭鉆達這一深度的時間，而有一段滯后。井鉆得越深，滯后時間越長。巖屑遲到時間受井深、洗井液密度與黏度、巖屑的密度與大小、泥漿泵的壓力與排量等許多因素影響，所以依靠在地面進行巖屑錄井往往不能準確恢復井下地層的剖面情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭及其使用方法，可在鉆井過程中隨鉆獲得井底巖屑，精確確定地層剖面。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

一種隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭，包括鉆頭冠部以及位于鉆頭冠部內(nèi)的鉆頭本體；所述鉆頭本體內(nèi)設(shè)有鉆頭腔體；鉆頭本體上還設(shè)有與鉆頭腔體連通的上噴嘴流道、中噴嘴流道及下噴嘴流道；所述鉆頭腔體內(nèi)從中心至腔體內(nèi)壁依次設(shè)有取巖屑結(jié)構(gòu)及用于卡設(shè)取巖屑結(jié)構(gòu)的定位套；定位套中部與腔體內(nèi)壁形成內(nèi)部流道；取巖屑結(jié)構(gòu)、定位套底部及腔體內(nèi)壁形成沉砂腔；所述取巖屑結(jié)構(gòu)下行時，下噴嘴流道、腔體內(nèi)壁底端、取巖屑結(jié)構(gòu)側(cè)壁、定位套及上噴嘴流道形成貫穿的通道。

所述定位套為環(huán)狀定位套，所述環(huán)狀定位套的外側(cè)壁包括小壁厚及大壁厚；小壁厚與大壁厚交替設(shè)置；環(huán)狀定位套的大壁厚處與腔體內(nèi)壁接觸，定位套的長度小于取巖屑結(jié)構(gòu)的長度，定位套、取巖屑結(jié)構(gòu)與腔體內(nèi)壁之間形成沉砂腔；環(huán)狀定位套的的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有卡設(shè)單元，所述卡設(shè)單元包括沿腔體內(nèi)壁向中心方向依次設(shè)置的彈簧以及圓柱形鍵。

所述取巖屑結(jié)構(gòu)的上下兩端開口均為錐形；所述位于上端的錐形為第一錐形結(jié)構(gòu)，位于下端的錐形為第二錐形結(jié)構(gòu)，第一錐形結(jié)構(gòu)及第二錐形結(jié)構(gòu)的開口方向均朝向空心圓柱以外；還包括位于空心圓柱側(cè)壁上的凹槽，所述凹槽的直徑大于圓柱形鍵直徑，凹槽深度小于圓柱形鍵長度。

還包括用于連接環(huán)狀定位套及取巖屑結(jié)構(gòu)的剪切銷釘。

所述上噴嘴通道的入口處設(shè)有金屬篩網(wǎng)。

一種隨鉆獲取井底巖屑的方法，使用如上所述的隨鉆獲取井底巖屑的鉆頭，具體過程如下：

（1）投球至第一錐形結(jié)構(gòu)，剪斷剪切銷釘，取巖屑結(jié)構(gòu)沿鉆頭腔體下移，直至取巖屑結(jié)構(gòu)下端與鉆頭腔體下底面接觸；

（2）取巖屑結(jié)構(gòu)下端與鉆頭腔體下底面接觸，位于取巖屑結(jié)構(gòu)上的凹槽下降至位于定位套上的圓柱形鍵中心相對；彈簧伸長，推動圓柱形鍵卡入凹槽中，實現(xiàn)取巖屑結(jié)構(gòu)與定位套的相對固定；同時，上噴嘴流道、沉砂腔、分流孔、中心流道、第二錐形結(jié)構(gòu)與下噴嘴流道相通，形成開環(huán)；內(nèi)部流道與中噴嘴流道相通，形成開環(huán)；

（3）鉆柱內(nèi)液體流經(jīng)內(nèi)部流道、中噴嘴流道進入環(huán)空；將破碎巖屑攜帶后依次經(jīng)下噴嘴流道、第二錐形結(jié)構(gòu)、中心流道及分流孔最后進入沉砂腔，破碎巖屑中經(jīng)金屬防砂網(wǎng)阻擋進入沉砂腔底部，液體經(jīng)上噴嘴流道進入環(huán)空，完成獲取巖屑過程。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：