CN110886582A - 对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具涉及钻具领域，刮削清洗短接是柱状管体，刮削清洗短接的环壁上纵向排布了一条以上的凸棱螺旋翼，凸棱螺旋翼呈纵向的V型环周间隔排列、且其棱面上均布有硬质合金凸块，各V型凸棱螺旋翼的两端均连接有内陷外翘的切削棱，切削棱表面排布柱状切削齿；在相邻的两条V型凸棱螺旋翼之间构成V型凹陷的导流槽，在该导流槽的两端设有与管内通透的液流喷咀。V型凹陷的导流槽随钻杆旋转，使钻井液产生剧烈的湍流，有效预防井段内岩屑颗粒的沉降，同时可以对已经形成的岩屑床颗粒进行高效搅动，搅动起来的岩屑颗粒被导流槽捕获，然后被带入具有较高环空流速的悬浮层，被抛向高边环空以及更远的距离。
Description
技术领域
本发明涉及钻具领域，特别涉及对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具。
背景技术
井眼清洁技术是水平井、大斜度井、大位移井等井型所涉及的一项关键技术，在这些井型的施工钻进过程中，由于重力作用，岩屑极易在大斜度井段和水平井段形成岩屑沉积床，造成井壁不稳导致各种复杂情况的发生，进而造成钻井周期延长、钻进速度低、钻井成本增加等工程问题。
目前，现场清除岩屑床的方式主要有水力清洗和机械破床两种。水力清洗主要是以加大泥浆排量、改变钻井液流态的方法清除岩屑床；机械破床则主要利用现有的井眼清洁工具进行机械刮削，对钻井液进行扰动以破除岩屑床。这两种方式在应用过程中都各自存在局限性，水力清洗受到地面泵机设备、物料条件和地层压力等因素限制，而机械破床则由于在长斜度段和水平段，钻具轴线与井眼轴线不重合，常出现卡钻现象而达不到洗井携岩要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，其用水力机械井眼净化装置进行岩屑床清除，在钻杆本体上设计加工一定形式的槽道结构，利用槽道结构的搅动提高岩屑携带的能力，较好地解决了大斜度定向井、水平井的岩屑床沉积问题。
本发明的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，是在钻杆之间串接了刮削清洗短接，刮削清洗短接是柱状管体，其外径略大于两端连接的钻杆的外径，在刮削清洗短接的环壁上纵向排布了一条以上的凸棱螺旋翼，该凸棱螺旋翼呈纵向的V型环周间隔排列、且其棱面上均布有硬质合金凸块，各V型凸棱螺旋翼的两端均连接有内陷外翘的切削棱，在切削棱表面排布柱状切削齿；在相邻的两条V型凸棱螺旋翼之间构成V型凹陷的导流槽，在该导流槽的两端设有与管内通透的液流喷咀。
作为本发明的进一步改进，在刮削清洗短接的环壁上纵向排布了3～9条V型凸棱螺旋翼。
作为本发明的进一步改进，各切削棱是各凸棱螺旋翼的两端的顺势延伸段，各切削棱排列的内端环周直径小于各凸棱螺旋翼构成的环周直径、而各切削棱排布构成的外端环周直径大于各凸棱螺旋翼构成的环周直径。
作为本发明的进一步改进，各液流喷咀透孔的轴线与刮削清洗短接的管柱轴线均呈同一方向的倾斜角。
作为本发明的进一步改进，在钻杆的全程上组装了至少一个刮削清洗短接。
本发明的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，结构设计合理， V型凹陷的导流槽随钻杆旋转，使钻井液产生剧烈的湍流，影响附近环空的流体，可以有效预防井段内岩屑颗粒的沉降，同时可以对已经形成的岩屑床颗粒进行高效搅动，搅动起来的岩屑颗粒被导流槽捕获，然后被带入具有较高环空流速的悬浮层，被抛向高边环空以及更远的距离；硬质合金凸块增强了装置本身的耐磨性，适用于钻进、正划眼和倒划眼等工况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图刮削清洗短接的结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，是在钻杆1之间串接了至少一个刮削清洗短接2构成。
所述的刮削清洗短接2是柱状管体，其外径略大于两端连接的钻杆1的外径，在刮削清洗短接2的环壁上纵向排布了3～9条的凸棱螺旋翼3，该凸棱螺旋翼3呈纵向的V型环周间隔排列、且其棱面上均布有硬质合金凸块4，凸棱螺旋翼3靠近中部端面有45°倒角，各V型凸棱螺旋翼3的两端均连接有内陷外翘的切削棱5，各切削棱5是各凸棱螺旋翼3的两端的顺势延伸段，各切削棱5排列的内端a环周直径小于各凸棱螺旋翼3构成的环周直径、而各切削棱5排布构成的外端b环周直径大于各凸棱螺旋翼3构成的环周直径，在切削棱5表面排布柱状PDV切削齿6；在相邻的两条V型凸棱螺旋翼3之间构成V型凹陷的导流槽7，用于钻井液导流和协助钻屑推向高边环空及更远的距离，每两个V型凸棱螺旋翼3之间的导流槽7底部，焊接有特殊的耐磨材料层，在该导流槽7的两端设有与管内通透的液流喷咀8，各液流喷咀8透孔的轴线与刮削清洗短接2的管柱轴线均呈同一方向的倾斜角。
本发明在每一段导流槽7与钻具本体接触的部分，即脖颈处过渡段，都有尺寸突降变细的斜面，环空钻井液会对岩屑床起到松动作用，同时，V型凹陷的导流槽7随钻杆旋转，使钻井液产生剧烈的湍流，并影响附近环空的流体，这可以有效预防井段内岩屑颗粒的沉降（水力作用），另一方面，可以对已经形成的岩屑床颗粒进行高效搅动，搅动起来的岩屑颗粒被导流槽7捕获，然后被带入具有较高环空流速的悬浮层，被抛向高边环空以及更远的距离，继而保证钻进的顺利进行。
Claims (5)
1.对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，是在钻杆（1）之间串接了刮削清洗短接（2），其特征在于刮削清洗短接（2）是柱状管体，其外径略大于两端连接的钻杆（1）的外径，在刮削清洗短接（2）的环壁上纵向排布了一条以上的凸棱螺旋翼（3），该凸棱螺旋翼（3）呈纵向的V型环周间隔排列、且其棱面上均布有硬质合金凸块（4），各V型凸棱螺旋翼（3）的两端均连接有内陷外翘的切削棱（5），在切削棱（5）表面排布柱状切削齿（6）；在相邻的两条V型凸棱螺旋翼（3）之间构成V型凹陷的导流槽（7），在该导流槽（7）的两端设有与管内通透的液流喷咀（8）。
2.如权利要求1所述的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，其特征是在刮削清洗短接（2）的环壁上纵向排布了3～9条V型凸棱螺旋翼（3）。
3.如权利要求1所述的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，其特征在于各切削棱（5）是各凸棱螺旋翼（3）的两端的顺势延伸段，各切削棱（5）排列的内端环周直径小于各凸棱螺旋翼（3）构成的环周直径、而各切削棱（5）排布构成的外端环周直径大于各凸棱螺旋翼（3）构成的环周直径。
4.如权利要求1或2或3所述的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，其特征在于各液流喷咀（8）透孔的轴线与刮削清洗短接（2）的管柱轴线均呈同一方向的倾斜角。
5.如权利要求1或2或3所述的对钻探井眼岩屑沉积床破碎清洗的一体式钻具，其特征是在钻杆（1）的全程上组装了至少一个刮削清洗短接（2）。
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