[發(fā)明專(zhuān)利]提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010225414.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111322014A
• 公開(kāi)（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(zhuān)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(lèi)號(hào): E21B10/42
• 分類(lèi)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

本發(fā)明提供了一種提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，所述方法通過(guò)雙速雙心鉆井提速設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，該設(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，大切削頭具有第一中心線、小切削頭具有第二中心線，小切削頭設(shè)置在大切削頭內(nèi)部且第二中心線與第一中心線平行但不重合；外筒體套裝在井下動(dòng)力裝置之外并能在上部鉆柱的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；井下動(dòng)力裝置能夠驅(qū)動(dòng)小切削頭自轉(zhuǎn)。所述鉆井提速方法包括：通過(guò)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；通過(guò)小切削頭的自轉(zhuǎn)、以及上部鉆柱帶動(dòng)的共同作用對(duì)柱狀巖心進(jìn)行切削得到第二井眼。本發(fā)明能夠避免大切削頭中心點(diǎn)線速度為零的問(wèn)題，有利于提高鉆井速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣鉆井提速技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)講，涉及一種能提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法。

背景技術(shù)

在油氣井鉆井工程中，如何提高鉆井速度一直是人們研究的重要課題。雖然，目前通過(guò)對(duì)鉆頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如，開(kāi)發(fā)新的鉆頭牙齒材料、更高性能的牙齒等，使得鉆井速度得到了一定程度的提高，但是，仍然沒(méi)有解決鉆井時(shí)鉆頭中心點(diǎn)線速度為零，以及中心點(diǎn)附近線速度低影響鉆井速度的問(wèn)題。

而且發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種影響，在當(dāng)前大量使用的PDC鉆頭中尤其明顯。從使用后起出的鉆頭也不難發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題是影響鉆井速度提升的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。例如，本發(fā)明的目的之一在于解決鉆井時(shí)鉆頭中心點(diǎn)線速度為零的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法。

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(guò)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(guò)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，以得到第二井眼。

在根據(jù)本發(fā)明一方面的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述大切削頭的切削部可具有設(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)切削面之間可形成流道槽，所述流道槽可與所述內(nèi)容積腔連通。

在根據(jù)本發(fā)明一方面的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述第一中心線與第二中心線之間的距離可以為第一直徑的1/50～1/10。

在根據(jù)本發(fā)明一方面的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述小切削頭的角速度與大切削頭的角速度之比可為4～7：1。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠有效解決鉆井時(shí)鉆頭中心點(diǎn)線速度為零且利用分流的鉆井液實(shí)現(xiàn)噴射輔助鉆井的鉆井提速方法。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的另一方面提供了一種提高油氣井鉆井速度的雙速雙心鉆井提速方法，所述鉆井提速方法通過(guò)雙速雙心鉆井提速設(shè)備來(lái)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，