[發(fā)明專利]提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010225414.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN111322014A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓烈祥;余晟;劉彬;李偉成;陳文才;姚建林;姚坤鵬;李雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司;四川川慶石油鉆采科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B10/42
• 分類號(hào): E21B10/42;E21B10/43;E21B10/60;E21B17/18;E21B17/10
• 代理公司: 成都中璽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51233
• 代理人: 安宇宏;譚昌馳

1.一種提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述鉆井提速方法通過雙速雙心鉆井提速設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所述鉆井提速設(shè)備包括外筒體、井下動(dòng)力裝置、大切削頭和小切削頭，其中，

所述大切削頭具有第一中心線、沿所述第一中心線彼此固定連接的容納連接部和中空的切削部，所述切削部具有第一直徑，小切削頭具有第二中心線和第二直徑，所述容納連接部具有連接件和沿第一中心線設(shè)置的內(nèi)容積腔，所述內(nèi)容積腔能夠容納小切削頭，所述第二中心線與第一中心線平行但不重合，所述第二直徑小于所述第一直徑；

所述外筒體套裝在所述井下動(dòng)力裝置之外并形成環(huán)空，并且所述外筒體的左端直接與上部鉆柱連接，同時(shí)所述外筒體的右端直接與大切削頭的容納連接部的所述連接件連接，以使大切削頭能夠在上部鉆柱的帶動(dòng)下鉆進(jìn)，同時(shí)使井下動(dòng)力裝置在上部鉆柱的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

所述井下動(dòng)力裝置具有動(dòng)力發(fā)生部和旋轉(zhuǎn)輸出部，其中，所述動(dòng)力發(fā)生部能夠產(chǎn)生動(dòng)力并使旋轉(zhuǎn)輸出部旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)輸出部右端進(jìn)入大切削頭的容納連接部的所述內(nèi)容積腔中與小切削頭連接，并能夠驅(qū)動(dòng)小切削頭自轉(zhuǎn)；

并且所述鉆井提速方法包括：通過上部鉆柱帶動(dòng)大切削頭對(duì)待鉆巖面進(jìn)行鉆進(jìn)，得到中部為柱狀巖心的第一井眼；然后，通過小切削頭的所述自轉(zhuǎn)、以及上部鉆柱帶動(dòng)井下動(dòng)力裝置進(jìn)而帶動(dòng)小切削頭的轉(zhuǎn)動(dòng)的共同作用對(duì)所述柱狀巖心進(jìn)行切削，以得到所需要的第二井眼。

2.一種提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述鉆井提速方法通過雙速雙心鉆井提速設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所述鉆井提速設(shè)備包括分流裝置、外筒體、井下動(dòng)力裝置、扶正裝置、大切削頭和小切削頭，其中，

所述大切削頭具有第一中心線、沿所述第一中心線彼此固定連接的容納連接部和中空的切削部，所述切削部具有第一直徑，小切削頭具有第二中心線和第二直徑，所述容納連接部具有連接件和沿第一中心線設(shè)置的內(nèi)容積腔，所述內(nèi)容積腔能夠容納小切削頭，所述第二中心線與第一中心線平行但不重合，所述第二直徑小于所述第一直徑；

所述外筒體套裝在所述井下動(dòng)力裝置之外并形成環(huán)空，并且所述外筒體的左端通過所述分流裝置與上部鉆柱連接，同時(shí)所述外筒體的右端通過所述扶正裝置與大切削頭的容納連接部的所述連接件連接，以使大切削頭能夠在上部鉆柱的帶動(dòng)下鉆進(jìn)，同時(shí)使井下動(dòng)力裝置在上部鉆柱的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

所述井下動(dòng)力裝置具有動(dòng)力發(fā)生部和旋轉(zhuǎn)輸出部，其中，所述動(dòng)力發(fā)生部能夠產(chǎn)生動(dòng)力并使旋轉(zhuǎn)輸出部旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)輸出部右端進(jìn)入大切削頭的容納連接部的所述內(nèi)容積腔與小切削頭連接，并能夠驅(qū)動(dòng)小切削頭自轉(zhuǎn)；

所述扶正裝置被設(shè)置為扶正所述動(dòng)力發(fā)生部、旋轉(zhuǎn)輸出部或小切削頭；

所述分流裝置被設(shè)置為能夠?qū)⑸喜裤@柱中的鉆井液分隔為第一液流和第二液流，其中，所述第一液流進(jìn)入所述環(huán)空，并能夠潤(rùn)滑大切削頭，所述第二液流進(jìn)入所述井下動(dòng)力裝置的動(dòng)力發(fā)生部；

并且所述鉆井提速方法包括：通過上部鉆柱帶動(dòng)大切削頭對(duì)待鉆巖面進(jìn)行鉆進(jìn)，得到中部為柱狀巖心的第一井眼；然后，通過小切削頭的所述自轉(zhuǎn)、以及上部鉆柱帶動(dòng)井下動(dòng)力裝置進(jìn)而帶動(dòng)小切削頭的轉(zhuǎn)動(dòng)的共同作對(duì)所述柱狀巖心進(jìn)行切削，以得到第二井眼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述大切削頭的切削部具有設(shè)置有外切削面的外壁和設(shè)置有多個(gè)內(nèi)切削面的內(nèi)壁，所述多個(gè)內(nèi)切削面中的任意兩個(gè)相鄰的內(nèi)切削面之間形成流道槽，所述流道槽與所述內(nèi)容積腔連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述鉆井提速方法還包括運(yùn)用比能法優(yōu)化鉆井評(píng)價(jià)體系，從而指導(dǎo)鉆前機(jī)械鉆速預(yù)測(cè)、隨鉆過程中診斷井底工況并優(yōu)化鉆井參數(shù)、鉆后優(yōu)選與評(píng)價(jià)鉆頭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述第一中心線與第二中心線之間的距離為第一直徑的1/50～1/10。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，其特征在于，所述小切削頭的角速度與大切削頭的角速度之比為4～7：1。