CN107676047B - 一种井眼整形功能型钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种井眼整形功能型钻杆，其中所述的管体分别与内螺纹接头和外螺纹接头焊接连接；管体与接头间有焊缝；内螺纹接头和外螺纹接头分别加工有相互配合的内螺纹和外螺纹；管体中间位置设有加厚节，加厚节由两端的两块锥形段和中间的一块圆柱段组成；加厚节的两侧顶面镶嵌有硬质合金齿或金钢石复合片；优点为：本发明可以对局部不规则的井眼井壁进行修整，提高钻井液的携岩能力；钻杆的扰动，进入紊流状的钻井液而被带出井眼，起到清洁井眼的作用；具有修整井眼内壁的功能，有效减少钻井过程中的沉砂，钻柱的磨阻、托压以及阻卡等问题。
Description
技术领域
本发明涉及井眼钻杆领域，尤其是涉及一种井眼整形功能型钻杆。
背景技术
钻杆是石油天然气勘探与开发中的重要工具，钻杆单根通过钻杆接头的连接形成整根钻柱。钻柱是高压钻井液的循环通道，通过高压钻井液来润滑、冷却钻头，带走钻头破碎的岩屑。常规的钻柱，不具备井眼井壁尺寸整形和帮助钻井液携岩的功能，因此，在水平井、尤其是水平段长的水平井和大位移井的施工中，常常会存在托压、钻柱磨阻大，甚至会因为井壁失稳导致岩屑的大量堆移或井眼尺寸的突兀变形点（如局部的盐膏层颈缩，大狗腿度拐点）导致钻柱的阻卡和下套管作业的阻卡等井下复杂事故，甚至使钻柱填埋而造成钻进失败。其原因在于岩屑要在水井段运移很长的距离，由于重力的作用和钻井液携岩能力的局限性，岩屑在运移中将逐渐下沉，并最后沉没到井眼的底部，形成井眼底部的岩屑床，随着岩屑床的厚度增加，泥浆通道将变小，泥浆携岩能力将进一步降低，岩屑床的厚度进一步增加，钻柱的托压、磨阻增大，出现钻柱的阻卡等井下复杂事故的见险增加。同时，在水平段的钻井作业中，井眼的轨迹并不是理想的流线性，往往是波浪型前进，甚至出现大狗腿度拐点，且井眼的形状也不是理想的圆形，会存在椭圆形，甚至纺锤形。这些井眼形状和井眼轨迹的不规格性，进一步的增加了钻柱的托压、磨阻以及钻柱阻卡等井下复杂的见险，甚至使下套管作业不能顺利下到预期的位置。
发明内容
本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种井眼整形功能型钻杆。
本发明新的技术方案是：一种井眼整形功能型钻杆，包括内螺纹接头、外螺纹接头和管体，管体分别与内螺纹接头和外螺纹接头焊接连接；管体与接头间有焊缝；内螺纹接头和外螺纹接头分别加工有相互配合的内螺纹和外螺纹；管体中间位置设有加厚节，加厚节由两端的两块锥形段和中间的一块圆柱段组成；加厚节的两侧顶面镶嵌有硬质合金齿或金钢石复合片。
所述加厚节的外径直径比内螺纹接头的外径直径尺寸小5~8mm。
所述加厚节的长度为1800~2200m。
所述加厚节的两侧顶面镶嵌的硬质合金齿或金钢石复合片长度为100-150mm。
所述加厚节的锥形段锥面锥度为1：14~1：18。
所述加厚节的圆柱段长度为220~280mm，圆柱段与加厚节本体相交处加工成锥面，锥度为13~18°。
所述锥形段上分别加工有3道等分的螺旋型沟槽，两端锥形段上的3道等分的螺旋型沟槽的位置和方向以圆柱段为中心呈镜面反射分布。
所述螺旋型沟槽的底部直径比管体外径大6~10mm，沟槽宽度为1/5~1/7圆周。
所述圆柱段上加工有3道等分的轴向沟槽，沟槽在圆周上的位置与锥形段上的3道等分的螺旋型沟槽位置一致。
所述的内螺纹接头，外螺纹接头上分别加工有4道耐磨带，每道耐磨带的宽度为19.1~25.4mm，硬度大于HRC56。
所述的管体与内螺纹接头和外螺纹接头也可以为整体加工而成。
本发明的有益效果为：本发明在连接入钻柱后，利用钻杆中间加厚段螺旋槽顶面镶嵌的硬质合金齿或金钢石复合片，对局部不规则的井眼井壁进行修整，如局部的泥盐层或盐膏层导致的井眼尺寸颈缩或大变形狗腿度拐点，使井眼尺寸无突兀变形点，井眼内壁的流线更光滑。同时，利用自身的螺旋槽结构设计，使层流状的钻井液在通过该钻杆时，由于钻杆的自转而扰动钻井液，使钻井液的流态发生变化，从层流变为紊流，从而提高钻井液的携岩能力。由于钻杆的扰动，使沉积在井眼底部的岩屑被扰动起来，进入紊流状的钻井液而被带出井眼，从而起到了清洁井眼的作用。该井眼整形功能型钻杆同时具有修整井眼内壁的突兀变形点和清洁井眼的功能，可有效的减少钻井过程中的沉砂，钻柱的磨阻、托压以及阻卡等问题，减少钻柱的短程起下钻、泥浆循环洗井作业时间和减少井下复杂事故，以及下套管作业的阻卡风险，可适用于各种复杂工况的钻井作业，尤其适用于长水平段的水平井和大位移井。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为焊接式井眼整形功能型钻杆的结构示意图。
图3为井眼整形功能型钻杆中间加厚段的结构示意图。
其中：1为内螺纹接头、2为外螺纹接头、3为管体，4为内螺纹，5为外螺纹，6为加厚节，7为耐磨带，8为锥形段，9为圆柱段，10为硬质合金齿或金钢石复合片，11为焊缝，12为螺旋型沟槽，13为锥面，14为轴向沟槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种井眼整形功能型钻杆，包括内螺纹接头1、外螺纹接头2和管体3，管体3分别与内螺纹接头1和外螺纹接头2焊接连接；管体3与接头间有焊缝11；内螺纹接头1和外螺纹接头2分别加工有相互配合的内螺纹4和外螺纹5；管体3中间位置设有加厚节6，加厚节6由两端的两块锥形段8和中间的一块圆柱段9组成；加厚节6的两侧顶面镶嵌有硬质合金齿或金钢石复合片10。
所述加厚节6的外径直径比内螺纹接头1的外径直径尺寸小5~8mm。
所述加厚节6的长度为1800~2200m。
所述加厚节6的两侧顶面镶嵌的硬质合金齿或金钢石复合片10长度为100-150mm。
所述加厚节6的锥形段8锥面13锥度为1：14~1：18。
所述加厚节6的圆柱段9长度为220~280mm，圆柱段9与加厚节6本体相交处加工成锥面13，锥度为13~18°。
所述锥形段8上分别加工有3道等分的螺旋型沟槽12，两端锥形段8上的3道等分的螺旋型沟槽12的位置和方向以圆柱段9为中心呈镜面反射分布。
所述螺旋型沟槽12的底部直径比管体3外径大6~10mm，沟槽宽度为1/5~1/7圆周。
所述圆柱段9上加工有3道等分的轴向沟槽14，沟槽在圆周上的位置与锥形段8上的3道等分的螺旋型沟槽12位置一致。
所述的内螺纹接头1，外螺纹接头2上分别加工有4道耐磨带7，每道耐磨带7的宽度为19.1~25.4mm，硬度大于HRC56。
所述的管体3与内螺纹接头1和外螺纹接头2也可以为整体加工而成。
Claims (3)
1.一种井眼整形功能型钻杆，包括内螺纹接头(1)、外螺纹接头（2）和管体（3），其特征在于：管体（3）分别与内螺纹接头(1)和外螺纹接头（2）焊接连接；管体（3）与接头间有焊缝（11）；内螺纹接头(1)和外螺纹接头（2）分别加工有相互配合的内螺纹（4）和外螺纹（5）；管体（3）中间位置设有加厚节（6），加厚节（6）包括两端的两块锥形段（8）和中间的一块圆柱段（9），所述的锥形段（8）和圆柱段（9）之间为加厚节（6）本体，所述的锥形段（8）外径小的一端靠近圆柱段（9），所述锥形段（8）上分别加工有3道等分的螺旋型沟槽（12），两端锥形段（8）上的3道等分的螺旋型沟槽（12）的位置和方向以圆柱段（9）为中心呈镜面反射分布，所述螺旋型沟槽（12）的底部直径比管体（3）外径大6~10mm，螺旋型沟槽（12）宽度为1/5~1/7圆周，所述圆柱段（9）上加工有3道等分的轴向沟槽（14），轴向沟槽（14）在圆周上的位置与锥形段（8）上的3道等分的螺旋型沟槽（12）位置一致，所述加厚节（6）的锥形段（8）锥面锥度为1：14~1：18，所述加厚节（6）的圆柱段（9）长度为220~280mm，圆柱段（9）与加厚节（6）本体相交处加工成锥面（13），锥面（13）的锥度为13°~18°；加厚节（6）的两侧顶面镶嵌有硬质合金齿或金钢石复合片（10），所述硬质合金齿或金钢石复合片（10）长度为100-150mm，所述加厚节（6）的外径直径比内螺纹接头(1)的外径直径尺寸小5~8mm，所述加厚节（6）的长度为1800~2200 mm。
2.根据权利要求1所述的一种井眼整形功能型钻杆，其特征在于：所述的内螺纹接头(1)，外螺纹接头（2）上分别加工有4道耐磨带（7），每道耐磨带（7）的宽度为19.1~25.4mm，硬度大于HRC56。
3.根据权利要求1所述的一种井眼整形功能型钻杆，其特征在于：所述的管体（3）与内螺纹接头(1)和外螺纹接头（2）也可以为整体加工而成。
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