[實用新型]超短半徑水平鉆井柔性鉆柱水平鉆進(jìn)穩(wěn)定器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023240141.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN214247216U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田啟忠;于少卿;王鍇;程彥新;惠偉;王志偉;王健
• 申請（專利權(quán)）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勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B17/10
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

本發(fā)明是超短半徑水平鉆井柔性鉆柱水平鉆進(jìn)穩(wěn)定器，設(shè)有穩(wěn)定器扶正套、穩(wěn)定器扶正軸、穩(wěn)定器傳扭軸和穩(wěn)定器限位環(huán)，穩(wěn)定器扶正軸的上部與穩(wěn)定器扶正套通過定位銷和換向軌道連接且下部與穩(wěn)定器傳扭軸通過球頭配合凹面和球頭花鍵槽連接，穩(wěn)定器傳扭軸能夠與柔性鉆頭的花鍵連接槽連接；穩(wěn)定器限位環(huán)與穩(wěn)定器扶正軸連接并安裝在穩(wěn)定器傳扭軸的球頭和球頭花鍵的下方；穩(wěn)定器扶正套的上部內(nèi)腔設(shè)有穩(wěn)定器花鍵槽。本發(fā)明連接在由柔性鉆桿組成的柔性鉆柱下端，使柔性鉆柱的抗扭強(qiáng)度大，能夠克服長井段的井壁摩阻將扭矩通過柔性鉆柱水平鉆進(jìn)穩(wěn)定器傳送至柔性鉆頭破巖鉆進(jìn)，井眼的延伸能力大幅提高，具有顯著的使用效果并能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油工業(yè)的超短半徑水平鉆井的鉆柱，特別涉及超短半徑水平鉆井柔性鉆柱水平鉆進(jìn)穩(wěn)定器。

背景技術(shù)

目前，我國大部分老油田已進(jìn)入開發(fā)的中后期，主力區(qū)塊壓力系數(shù)越來越低，采用傳統(tǒng)鉆井方式開采經(jīng)濟(jì)性越來越差，在同一口井中同時開采多個層系的超短半徑側(cè)鉆井技術(shù)是現(xiàn)今石油開采中經(jīng)濟(jì)性較高的增產(chǎn)手段之一。

根據(jù)曲率半徑的不同，徑向水平井分為長半徑井、中半徑井、短半徑井和超短半徑井。曲率半徑小于20m為超短半徑水平井。曲率半徑越短的井越難以開鉆，對鉆具的要求高。

在現(xiàn)有技術(shù)中，超短半徑鉆井工藝主要分為高壓軟管水射流噴射鉆井和柔性導(dǎo)向鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井兩大類。某公司擁有一項利用高壓旋轉(zhuǎn)射流破巖鉆進(jìn)的技術(shù)，該技術(shù)存在以下問題：利用這種射流噴射破巖形成的水平井井眼直徑較小、孔道不規(guī)則，并且由于軟管的原因水力噴射鉆頭前進(jìn)軌跡不可控，形成的井眼軌跡也不規(guī)則，不能測量井眼軌跡，缺少適用的完井技術(shù)，出砂油藏不能防砂，井眼因為沒有支撐也容易坍塌閉合，產(chǎn)量遞減較快。

以這種射流噴射原理為基礎(chǔ)，中國發(fā)明專利ZL2009200123400公開了一種高壓水射流噴射組合工具，包括噴射主體和完井輔件，噴射主體除了噴頭、高壓管等之外還包括割縫柔性篩管。該割縫柔性篩管套裝在高壓管的外側(cè)，在噴射進(jìn)尺至設(shè)計井深后，上提鉆具，而割縫柔性篩管及防砂篩網(wǎng)均保留在所噴射形成的井眼內(nèi)，由此實現(xiàn)完井。該種鉆完井方法存在以下問題：該種割縫柔性篩管的割縫由于與井眼的鉆進(jìn)方向垂直，且割縫往往并不是規(guī)整的圓弧形，因此在下井過程中割縫往往會與井壁發(fā)生大面積的刮擦，從而導(dǎo)致整套組合工具無法順利前進(jìn)。

與導(dǎo)向式超短半徑水平井鉆井方法有關(guān)的中國專利技術(shù)有以下幾種：ZL2015104510629、ZL2011201146271、ZL2017109462512和ZL2017105827546，其鉆井原理基本相似。首先坐封斜向器，坐封斜向器時采用磁定位校準(zhǔn)深度，并以陀螺儀確定斜向器的斜面法向方位，使之與井眼設(shè)計方位角相同，坐封斜向器后采用常規(guī)開窗方法進(jìn)行開窗，造斜段采用導(dǎo)向鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)。導(dǎo)向鉆具包括導(dǎo)向筒和柔性鉆桿，其中導(dǎo)向筒為仿人體肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，只能以固定曲率半徑向某一方向單側(cè)彎曲，約束內(nèi)部柔性鉆桿進(jìn)行造斜鉆進(jìn)。下入導(dǎo)向鉆具時，采用陀螺儀調(diào)整導(dǎo)向筒的彎曲方向，使之與斜向器的斜面法向方向一致，保證超短半徑造斜鉆進(jìn)方向與井眼設(shè)計方位相同。實施造斜鉆進(jìn)時，導(dǎo)向筒上部與動力鉆具外筒連接，不旋轉(zhuǎn)，下部通過軸承與鉆頭配合，通過動力鉆具上部的常規(guī)鉆桿加壓，導(dǎo)向筒向鉆頭施加鉆壓。內(nèi)部的柔性鉆桿是仿萬向傳動軸結(jié)構(gòu)，柔性鉆桿內(nèi)部中空，成串連接，可以傳遞扭矩，柔性鉆桿串上部與動力鉆具芯軸連接，下部與鉆頭連接，主要向鉆頭傳遞扭矩并提供鉆井液循環(huán)通道。該套導(dǎo)向鉆具主要用于超短半徑造斜井段的鉆進(jìn)施工，造斜段完成并達(dá)到目的層后，起出導(dǎo)向鉆具，下入水平鉆具，水平鉆具自下而上主要由鉆頭+柔性鉆桿+常規(guī)鉆具組成，為避免水平井段托壓現(xiàn)象，通常由地面轉(zhuǎn)盤提供動力，也可以通過井下動力鉆具提供，完成水平井眼鉆進(jìn)后起出鉆具完井。該專利技術(shù)能夠以3～5m曲率半徑完成造斜段，快速以90度井斜進(jìn)入目的層，并能水平鉆進(jìn)50～100m，基本能夠滿足超短半徑水平鉆井的工藝要求。但仍存在以下問題：