[發明專利]一種實時切換提速功能的井下工具

在審

• 申請號: 202011119471.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN114439395A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 路保平;臧艷彬;張洪寧;孫明光;劉衛東;張建龍;陳小鋒;劉建華;張金成;李鑫
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B28/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明提供一種實時切換提速功能的井下工具，包括：外殼；設置在外殼內的驅動切換總成，其包括壓力傳遞體和軸向定位體，壓力傳遞體構造成能夠在端面產生鉆井液壓差而軸向向下運動，并帶動軸向定位體軸向運動和轉動；設置在驅動換向總成下端的換向流道總成，其包括定流道切換體、動流道切換體和設置在定流道切換體與動流道切換體的軸向之間的彈性件，動流道切換體設有第一通孔，定流道切換體設有彼此軸向間隔開分布的第二通孔和第三通孔；連接在換向流道總成下端的穩扭減震裝和沖擊裝置；其中，第一通孔選擇性地與第二通孔或第三通孔導通，通過調整鉆井液排量，能夠在壓力傳遞體和彈性件的作用下完成穩扭減震工作與沖擊工作之間的相互切換。

技術領域

本發明屬于油氣鉆井工程技術領域，具體地涉及一種實時切換提速功能的井下工具。

背景技術

在油氣鉆井工程中，對于鉆井提速一直是重要的技術。隨著油氣田的開采，油氣勘探逐步向深層邁進，對鉆井提速技術及工具的需求更加迫切。鉆井提速面臨的工程對象是地層，然而，不同地質特征對鉆井提速技術的需求也不同，因此針對不同地質及工程特征，只有匹配最佳的提速技術才能實現最佳的提速效果。例如，鉆遇夾層較多的地層時，鉆進過程中出現的粘滑振動會大大降低機械鉆速，此時，需要采用具備穩扭矩功能的提速工具才能起到最佳提速效果。而當鉆遇可鉆性差、地層硬度高的地層，鉆進過程中破巖能量不足會大大降低機械鉆速，此時，需要選用沖擊類提速工具補充破巖能量才能起到最佳提速效果。

目前，針對鉆遇夾層、硬地層等難鉆地層的單一提速功能的工具較多。例如，在沖擊類提速工具方面有液動射流式沖擊器、水力脈沖沖擊器、機械式沖擊器等。在穩扭矩減振提速工具中有減振器、穩扭工具等。然而，現有的鉆井提速工具僅能提供單一提速功能，若地層發生變化，單一提速功能工具難以滿足工程要求，此時，只能起鉆更換相應的更具針對性的提速工具以應對地質條件的變化。這大大降低了鉆井施工效率，增加了施工工作量和施工成本。

發明內容

針對如上所述的技術問題，本發明旨在提出一種實時切換提速功能的井下工具，該井下工具能夠調整鉆井液流經具有不同鉆井提速功能的工具，從而實時切換不同提速工具以實現不同提速功能來適應地質條件的變化，進而實現匹配最佳提速功能的井下工具，這非常有利于提高鉆井效率，縮短鉆井周期。

為此，根據本發明提供了一種實時切換提速功能的井下工具，包括：圓筒狀的外殼；設置在所述外殼的內部的驅動切換總成，其包括壓力傳遞體和設置在所述壓力傳遞體的下端的軸向定位體，所述壓力傳遞體構造成能夠在端面產生鉆井液壓差而軸向向下運動，并帶動所述軸向定位體軸向運動和轉動；設置在所述驅動換向總成的下端的換向流道總成，其包括固定在所述外殼的內壁上的定流道切換體、動流道切換體，以及設置在所述定流道切換體與所述動流道切換體的軸向之間的彈性件，所述動流道切換體的側壁上設有第一通孔，所述定流道切換體的側壁上設有彼此軸向間隔開分布的第二通孔和第三通孔，所述第一通孔選擇性地與所述第二通孔或所述第三通孔導通；連接在所述換向流道總成下端的穩扭減震裝置，在所述穩扭減震裝置與所述外殼的徑向之間形成有第一環空空間，所述第一環空空間與所述第二通孔連通；以及設置在所述穩扭減震裝置的下游端的沖擊裝置；其中，在第一狀態下，所述動流道切換體關閉所述第三通孔，且使所述第一通孔、所述第二通孔及所述第一環空空間導通，從而使鉆井液流向所述沖擊裝置以進行沖擊工作，在第二狀態下，所述動流道切換體關閉所述第二通孔，且使所述第一通孔與所述第三通孔導通，從而使鉆井液流向所述穩扭減震裝置以進行穩扭減震工作，通過調整鉆井液排量，所述井下工具能夠在所述壓力傳遞體和所述彈性件的作用下完成所述第一狀態與所述第二狀態的相互切換。

在一個實施例中，所述沖擊裝置通過流道換向體連接在所述穩扭減震裝置的下游端，且在所述沖擊裝置與所述外筒之間形成有第二環空空間，所述流道換向體構造成使所述穩扭減震裝置內的第一中心流道與所述第二環空空間連通，且使所述第一環空空間與所述沖擊裝置內的第二中心流道連通。