CN105298406A - 一种钻井用涡流短节 - Google Patents

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谢真强
孔祥领
王国荣
周旭
黎俊
纠松涛
李小华
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Abstract

本发明公开了一种钻井涡流短节，包括柱状壳体和若干个涡流发生器，所述柱状壳体上端设有锥形外螺纹部，柱状壳体下端设有锥形内螺纹孔，柱状壳体侧壁上设有斜向均布的三至四个内螺纹安装孔，内螺纹安装孔安装有涡流发生器，所述涡流发生器内侧一端设有外螺纹，且外侧一端设有扳手接头，扳手接头用于安装和拆卸涡流发生器；所述涡流发生器设有锥形圆通孔，为钻井液辅助通道，且锥形圆通孔的孔壁设有变径螺旋沟槽。本发明与现有技术相比的优点是：本发明增强了携砂能力，有助于提高钻头寿命，加快钻进速度，另外在一定的钻杆旋转速度下，螺旋流具有稳定的螺旋半径及径向线速度，有助于螺旋冲刷和修补井眼壁，提高井眼质量。

Description

一种钻井用涡流短节
技术领域
本发明涉及油气钻井工具，尤其涉及一种钻井用涡流短节。
背景技术
钻井是油气开采的关键环节，目前大多采用顶驱或转盘通过钻杆传递旋转动力到钻头的方式进行钻井。旋转且具有一定钻压的钻头可进行破岩和钻进，钻头上开有小孔，从钻杆流入的泥浆液从这些小孔流出可清洗和冷却钻头，并携带岩屑通过钻杆和井眼之间的环腔返回地面，完成泥浆液循环。
目前的钻头一般直接接在钻杆和钻铤上，钻头上布置的小孔是泥浆液的唯一通道。在钻井过程中，钻井液的供给工艺比较复杂，一方面需要更大的泥浆量来增强携砂能力，防止卡钻，一方面大量泥浆液冲刷井底会降低钻压，影响钻进速度，而且会在井底形成复杂紊流，高密度带砂泥浆液反过来冲刷和磨损钻头，降低钻头使用寿命。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种钻井用涡流短节。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种钻井涡流短节，包括柱状壳体和若干个涡流发生器，所述柱状壳体上端设有锥形外螺纹部，柱状壳体下端设有锥形内螺纹孔，柱状壳体侧壁上设有斜向均布的三至四个内螺纹安装孔，内螺纹安装孔安装有涡流发生器，所述涡流发生器内侧一端设有外螺纹，且外侧一端设有扳手接头，扳手接头用于安装和拆卸涡流发生器；所述涡流发生器设有锥形圆通孔，为钻井液辅助通道，且锥形圆通孔的孔壁设有变径螺旋沟槽。
所述扳手接头为标准内六角或外六角接头。
所述变径螺旋沟槽为四线螺旋沟槽，用于产生螺旋流束。
使用时，本发明的钻井涡流短节上接钻杆或钻铤，下接钻头。
本发明与现有技术相比的优点是：本发明增强了携砂能力，有助于提高钻头寿命，加快钻进速度，另外在一定的钻杆旋转速度下，螺旋流具有稳定的螺旋半径及径向线速度，有助于螺旋冲刷和修补井眼壁，提高井眼质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中柱状壳体的内部结构示意图。
图3为本发明中涡流发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1、图2及图3所示，一种钻井涡流短节，包括柱状壳体1和若干个涡流发生器2，所述柱状壳体1上端设有锥形外螺纹部1-1，柱状壳体1下端设有锥形内螺纹孔1-2，柱状壳体1侧壁上设有斜向均布的三至四个内螺纹安装孔1-3，内螺纹安装孔1-3安装有涡流发生器2，所述涡流发生器2内侧一端设有外螺纹，且外侧一端设有扳手接头2-1，扳手接头2-1用于安装和拆卸涡流发生器2；所述涡流发生器2设有锥形圆通孔2-2，为钻井液辅助通道，且锥形圆通孔2-2的孔壁设有变径螺旋沟槽2-3；所述扳手接头2-1为标准内六角或外六角接头；所述变径螺旋沟槽2-3为四线螺旋沟槽，用于产生螺旋流束。
本发明不同于目前钻井过程中所有钻井液均会流经钻头上的泥浆孔的情况，本发明的钻井涡流短节安装在钻头3和钻铤之间，钻井液在此分为两路，一路沿柱状壳体1中心孔通过钻头流出，完成钻头清洗和冷却功能，高压高速流体冲洗井底换向通过钻杆和井壁环空返回地面，在近钻头区域为紊流钻井液区，可避免井底钻屑沉积；一路沿柱状壳体1侧孔上安装的涡流发生器2的锥形圆通孔2-2直接流出到环腔。流体流经锥形孔过程中会使流速增加，同时由于该锥形孔上有变径螺旋沟槽2-3，通过变径螺旋沟槽2-3的导向作用，流出涡流发生器2的流体是朝上的多线高速螺旋流束，同时由于钻柱本身处于旋转状态，多组螺旋流束本身亦会绕钻杆形成螺旋流，螺旋流半径和流束速度、流束方向及钻杆旋转速度有关，螺旋流螺距和钻进速度、流束方向及流束速度有关。多组螺旋流为稳定的层流，一方面具有一定的主动螺旋上升力，可在加速吸入下部相对负压紊流区的钻井液同时加速举升混合钻井液，增强了携砂能力，有助于提高钻头寿命，加快钻进速度，另外在一定的钻杆旋转速度下，螺旋流具有稳定的螺旋半径及径向线速度，有助于螺旋冲刷和修补井眼壁，提高井眼质量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种钻井涡流短节，其特征在于：包括柱状壳体和若干个涡流发生器，所述柱状壳体上端设有锥形外螺纹部，柱状壳体下端设有锥形内螺纹孔，柱状壳体侧壁上设有斜向均布的三至四个内螺纹安装孔，内螺纹安装孔安装有涡流发生器，所述涡流发生器内侧一端设有外螺纹，且外侧一端设有扳手接头，扳手接头用于安装和拆卸涡流发生器；所述涡流发生器设有锥形圆通孔，为钻井液辅助通道，且锥形圆通孔的孔壁设有变径螺旋沟槽。
2.根据权利要求1所述的一种钻井涡流短节，其特征在于：所述扳手接头为标准内六角或外六角接头。
3.根据权利要求1所述的一种钻井涡流短节，其特征在于：所述变径螺旋沟槽为四线螺旋沟槽，用于产生螺旋流束。
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