[發(fā)明專利]使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010410803.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN111550185B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫金德;張福祥;劉萬(wàn)壽;李志斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洲際海峽能源科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B44/00;E21B3/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 臧微微;趙燕力

本發(fā)明提供一種使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其包括：根據(jù)井眼的狗腿度，將井眼分為低狗腿井段、中狗腿井段和高狗腿井段，低狗腿井段的狗腿度小于中狗腿井段的狗腿度，中狗腿井段的狗腿度小于高狗腿井段的狗腿度；使用具有螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆具鉆井，在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)螺桿處于低狗腿井段時(shí)使用第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于中狗腿井段時(shí)使用第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于高狗腿井段時(shí)使用第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速。本發(fā)明通過(guò)提高鉆進(jìn)時(shí)的頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，能進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速，并改善鉆進(jìn)時(shí)的井眼清潔，降低巖屑床高度，降低發(fā)生巖屑雪崩、砂橋卡鉆等井下事故的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法。

背景技術(shù)

在定向井、水平井鉆井施工中，常規(guī)彎螺桿在定向鉆進(jìn)時(shí)存在托壓?jiǎn)栴}，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具由于能在旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行定向，有效規(guī)避了定向托壓?jiǎn)栴}。但旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也存在一定的技術(shù)短板：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于頂驅(qū)，其轉(zhuǎn)速受到頂驅(qū)扭矩輸出、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速輸出、工具粘滑震動(dòng)、套管打磨等多方面因素的制約，從而導(dǎo)致在對(duì)轉(zhuǎn)速敏感的地層中鉆進(jìn)時(shí)機(jī)械鉆速較低。為提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的轉(zhuǎn)速，通常在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具上方配置大功率螺桿(或稱為螺桿馬達(dá))，將大功率螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合使用，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具由頂驅(qū)和螺桿共同驅(qū)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的轉(zhuǎn)速得到提高。

目前使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)鉆井時(shí)，為防止螺桿因頂驅(qū)轉(zhuǎn)速較高而損壞，在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中都采用基本相同的較低的頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，但這不僅限制了鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速，還導(dǎo)致井眼清潔不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種使用直螺桿馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的機(jī)械鉆速受到限制和井眼清潔不足的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其包括：根據(jù)井眼的狗腿度，將井眼分為低狗腿井段、中狗腿井段和高狗腿井段，所述低狗腿井段的狗腿度小于所述中狗腿井段的狗腿度，所述中狗腿井段的狗腿度小于所述高狗腿井段的狗腿度；使用具有螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆具鉆井，在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)螺桿處于所述低狗腿井段時(shí)使用第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于所述中狗腿井段時(shí)使用第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于所述高狗腿井段時(shí)使用第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，所述第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于所述第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速。

如上所述的使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其中，所述低狗腿井段的狗腿度為0～2^°/30m，所述中狗腿井段的狗腿度為2^°/30m～6^°/30m，所述高狗腿井段的狗腿度大于6^°/30m。

如上所述的使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其中，所述第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速為100rpm～130rpm，所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速為60rpm～100rpm，所述第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速為40rpm～60rpm。

如上所述的使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其中，所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速為80rpm～100rpm。

如上所述的使用螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆井方法，其中，所述使用具有螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)的鉆具鉆井，在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)螺桿處于所述低狗腿井段時(shí)使用第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于所述中狗腿井段時(shí)使用第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，當(dāng)螺桿處于所述高狗腿井段時(shí)使用第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，所述第一頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，所述第二頂驅(qū)轉(zhuǎn)速大于所述第三頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，包括：步驟S1：將螺桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具組合系統(tǒng)隨鉆具下放至井底；步驟S2：根據(jù)此時(shí)螺桿所處井段的狗腿度確定鉆進(jìn)頂驅(qū)轉(zhuǎn)速；步驟S3：?jiǎn)?dòng)頂驅(qū)和鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)；步驟S4：鉆完立柱后接新立柱；步驟S5：重復(fù)步驟S2～步驟S4，直至一趟鉆完成。