CN111188585A - 一种清除水平井岩屑床的工具及方法 - Google Patents

一种清除水平井岩屑床的工具及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111188585A
CN111188585A CN202010025953.9A CN202010025953A CN111188585A CN 111188585 A CN111188585 A CN 111188585A CN 202010025953 A CN202010025953 A CN 202010025953A CN 111188585 A CN111188585 A CN 111188585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tool
horizontal well
well
spiral milling
drill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010025953.9A
Other languages
English (en)
Inventor
杨赫
郭金玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corporation Limited
Daqing Petroleum Administration Bureau
Original Assignee
Daqing Petroleum Administration Bureau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daqing Petroleum Administration Bureau filed Critical Daqing Petroleum Administration Bureau
Priority to CN202010025953.9A priority Critical patent/CN111188585A/zh
Publication of CN111188585A publication Critical patent/CN111188585A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/08—Roller bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

一种清除水平井岩屑床的工具及方法。主要解决现有的水平井钻井时形成的岩屑床不易清除的问题。其特征在于：所述牙轮钻头（1）上部通过转换接头（2）连接n个螺旋铣刀（3）和n‑1个钻杆（4），且螺旋铣刀（3）和钻杆（4）交替排列，第n个螺旋铣刀（3）上部依次连接有加重钻杆（5）和上钻杆（6）。该清除水平井岩屑床的工具及方法能够在较短时间周期内清除井内岩屑床，减少完井通井次数，提高固井质量。

Description

一种清除水平井岩屑床的工具及方法
技术领域
本发明涉及机械领域，具体说是一种清除水平井岩屑床的工具及方法。
背景技术
目前大多数油田具有渗透率低、储量丰度低、油层零散、油水复杂等地质特点，在开发过程中需要大量采用水平井钻井技术，而水平井在钻进过程中钻头破碎地层形成的大量岩屑，易在井斜角45°以上至水平井段受重力影响沉积在井眼低边，形成岩屑床，若不能有效清除岩屑床将会导致完井过程中发生套管无法下入到预定位置、下入后出现无法建立循环甚至井漏等一系列复杂事故，并且严重影响固井质量。目前常规解决岩屑床的方法主要有提高钻井液循环排量、活动套管、加套管附件等，但实际现场施工时收效甚微。
发明内容
为了克服现有的水平井钻井时形成的岩屑床不易清除的不足，本发明提供一种清除水平井岩屑床的工具及方法，该清除水平井岩屑床的工具及方法能够在较短时间周期内清除井内岩屑床，减少完井通井次数，提高固井质量。
本发明的技术方案是：一种清除水平井岩屑床的工具，包括牙轮钻头，所述牙轮钻头上部通过转换接头连接n个螺旋铣刀和n-1个钻杆，且螺旋铣刀和钻杆交替排列，第n个螺旋铣刀上部依次连接有加重钻杆和上钻杆。
所述螺旋铣刀的数量为n，L为水平井的水平段长，M为钻杆长度，则M＝L/n。
所述螺旋铣刀上设有两组方向相反的螺旋型刀翼。
一种采用所述工具清除水平井岩屑床的方法，根据水平井的水平段长度制作工具，将工具连接到管柱上，下钻至第n-1号螺旋铣刀位于着陆点以上50米时开泵建立循环，循环一周后调整排量到2m3/min，转数为40-60rpm开始划眼，划眼速度不超过5m/min，划眼至井底后继续循环1-2周，观察井内无岩屑返出后起钻。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，采用多个具有反向双螺旋刀翼的螺旋铣刀配合牙轮钻头，根据水平段长布置工具加放位置和数量，进行水平段的划眼操作。采用n个螺旋铣刀数量，即一次划眼水平段长的n分之一可对整个水平段进行划眼操作，大大减少划眼操作时间及劳动强度，降低通井划眼过程中出现复杂情况的可能。另外，通过螺旋铣刀上的正反双螺纹刀翼，利用刀翼外缘镶嵌的硬质合金柱进行机械挖掘，利用钻井液通过刀翼时流速加快形成的压力吸附效应吸附岩屑，以及利用钻柱高速旋转使正反螺旋形刀翼形成的轴向切向加速作用，对残留在井内的虚泥饼及岩屑床进行破碎、吸附并举升出井口，在井内的虚泥饼及岩屑床得到有效清除后，固井质量就会得到显著提高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1-牙轮钻头，2-转换接头，3-螺旋铣刀，4-钻杆，5-加重钻杆，6-上钻杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1所示，一种清除水平井岩屑床的工具，包括牙轮钻头1，牙轮钻头1的外径为215.9mm，所述牙轮钻头1上部通过转换接头2连接n个螺旋铣刀3和n-1个钻杆4，且螺旋铣刀3和钻杆4交替排列。所述转换接头2外径为165mm，所述螺旋铣刀3上设有两组方向相反的螺旋型刀翼。所述螺旋铣刀3的数量为n，L为水平井的水平段长，M为钻杆4长度，则M＝L/n。由转换接头2起，依次为第1个螺旋铣刀，第1个钻杆，第2个螺旋铣刀，第2个钻杆……第n-1个螺旋铣刀，第n-1个钻杆，第n个螺旋铣刀，其中第n个螺旋铣刀3上部依次连接有加重钻杆5和上钻杆6。所述钻杆4外为127mm，作用是间隔开螺旋铣刀4，所述加重钻杆5外径为127mm，目的是增加钻压。所述上钻杆6用于将该工具与上部管柱相连。
一种采用所述工具清除水平井岩屑床的方法，根据水平井的水平段长度制作工具，将工具连接到管柱上，下钻至第n-1号螺旋铣刀位于着陆点以上50米时开泵建立循环，循环一周后调整排量到2m3/min，转数为40-60rpm开始划眼，划眼速度不超过5m/min，划眼至井底后继续循环1-2周，观察井内无岩屑返出后起钻。由于该方法采用多个具有反向双螺旋刀翼的螺旋铣刀，可以在较短时间内即可对整个水平井段进行划眼，通过机械挖掘、压力吸附及轴向切向加速作用等机理有效提高岩屑清除效率。

Claims (4)

1.一种清除水平井岩屑床的工具，包括牙轮钻头（1），其特征在于：所述牙轮钻头（1）上部通过转换接头（2）连接n个螺旋铣刀（3）和n-1个钻杆（4），且螺旋铣刀（3）和钻杆（4）交替排列，第n个螺旋铣刀（3）上部依次连接有加重钻杆（5）和上钻杆（6）。
2.根据权利要求1所述的清除水平井岩屑床的工具，其特征在于：所述螺旋铣刀（3）的数量为n，L为水平井的水平段长，M为钻杆（4）长度，则M＝L/n。
3.根据权利要求2所述的清除水平井岩屑床的工具，其特征在于：所述螺旋铣刀（3）上设有两组方向相反的螺旋型刀翼。
4.一种采用权利要求1所述工具清除水平井岩屑床的方法，其特征在于：根据水平井的水平段长度制作工具，将工具连接到管柱上，下钻至第n-1号螺旋铣刀位于着陆点以上50米时开泵建立循环，循环一周后调整排量到2m3/min，转数为40-60rpm开始划眼，划眼速度不超过5m/min，划眼至井底后继续循环1-2周，观察井内无岩屑返出后起钻。
CN202010025953.9A 2020-01-10 2020-01-10 一种清除水平井岩屑床的工具及方法 Pending CN111188585A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010025953.9A CN111188585A (zh) 2020-01-10 2020-01-10 一种清除水平井岩屑床的工具及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010025953.9A CN111188585A (zh) 2020-01-10 2020-01-10 一种清除水平井岩屑床的工具及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111188585A true CN111188585A (zh) 2020-05-22

Family

ID=70706110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010025953.9A Pending CN111188585A (zh) 2020-01-10 2020-01-10 一种清除水平井岩屑床的工具及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111188585A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111794700A (zh) * 2020-07-06 2020-10-20 中国石油天然气集团有限公司 一种清除长水平段岩屑床的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100258318A1 (en) * 2007-10-03 2010-10-14 M-I Llc Downhole scraper
US20110114307A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Casassa Garrett C Open hole non-rotating sleeve and assembly
CN202338240U (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种井眼清洁工具
CN202900078U (zh) * 2012-11-21 2013-04-24 重庆科技学院 一种水平井段岩屑床清除工具
CN203257328U (zh) * 2013-04-25 2013-10-30 董书朋 一种用于开采页岩气的钻机
CN103775010A (zh) * 2014-01-22 2014-05-07 西南石油大学 一种水平段气体钻井用井眼净化工具
CN205955701U (zh) * 2016-08-15 2017-02-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 防泥包井眼清洁工具
CN206439007U (zh) * 2016-11-30 2017-08-25 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种双模扶正器
CN208057065U (zh) * 2018-03-30 2018-11-06 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种提高固井质量的钻柱组合结构
CN108915620A (zh) * 2018-07-19 2018-11-30 东北石油大学 正反螺旋叶片组合式岩屑清洁工具
CN109653709A (zh) * 2018-12-11 2019-04-19 中国石油天然气集团有限公司 一种环空空穴射流清洗器
CN112709534A (zh) * 2021-01-06 2021-04-27 永煤集团股份有限公司顺和煤矿 一种矿用防偏钻头及钻孔方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100258318A1 (en) * 2007-10-03 2010-10-14 M-I Llc Downhole scraper
US20110114307A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Casassa Garrett C Open hole non-rotating sleeve and assembly
CN202338240U (zh) * 2011-11-21 2012-07-18 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种井眼清洁工具
CN202900078U (zh) * 2012-11-21 2013-04-24 重庆科技学院 一种水平井段岩屑床清除工具
CN203257328U (zh) * 2013-04-25 2013-10-30 董书朋 一种用于开采页岩气的钻机
CN103775010A (zh) * 2014-01-22 2014-05-07 西南石油大学 一种水平段气体钻井用井眼净化工具
CN205955701U (zh) * 2016-08-15 2017-02-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 防泥包井眼清洁工具
CN206439007U (zh) * 2016-11-30 2017-08-25 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种双模扶正器
CN208057065U (zh) * 2018-03-30 2018-11-06 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种提高固井质量的钻柱组合结构
CN108915620A (zh) * 2018-07-19 2018-11-30 东北石油大学 正反螺旋叶片组合式岩屑清洁工具
CN109653709A (zh) * 2018-12-11 2019-04-19 中国石油天然气集团有限公司 一种环空空穴射流清洗器
CN112709534A (zh) * 2021-01-06 2021-04-27 永煤集团股份有限公司顺和煤矿 一种矿用防偏钻头及钻孔方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANG, HS等: "Safety evaluation of an underground excavation for crusher operation", 《HARMONISING ROCK ENGINEERING AND THE ENVIRONMENT》 *
纪国栋等: "水平井岩屑清除工具设计及结构优化研究", 《石油机械》 *
雒贵明等: "水平井大斜度井钻井液双层流携屑理论模型", 《大庆石油学院学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111794700A (zh) * 2020-07-06 2020-10-20 中国石油天然气集团有限公司 一种清除长水平段岩屑床的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107387034B (zh) 非固井套管完井煤层气水平井抽采方法
CN111520119A (zh) 大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法
CN102691477B (zh) 一种钻具上使用的岩屑清洁装置
CN102086756A (zh) 扩孔式减压提速钻头
CN105156035A (zh) 一种活齿pdc钻头
CN111980706B (zh) 地面水平井分段复合掏煤方法
CN110306965A (zh) 一种用于煤层气低产井区的增产方法
CN110671055B (zh) 一种锥形齿pdc钻头设计方法
CN111188585A (zh) 一种清除水平井岩屑床的工具及方法
Xiumin et al. Research and application of gas-lift reverse circulation drilling technology to geothermal well construction in Dalian Jiaoliu Island
CN204163632U (zh) 一种导向通井工具
CN101235647B (zh) 一种钻灌一体化钻灌机具及工艺
CN210122902U (zh) 一种软地层通井划眼工具
CN202073498U (zh) 扩孔式减压提速钻头
CN204252864U (zh) 一种钻具
CN215520780U (zh) 地质勘查用钻头
CN212249848U (zh) 一种气举反循环连续取心牙轮钻头
CN2888057Y (zh) 井眼清砂接头
CN2625559Y (zh) Pdc扩眼钻头
CN107842316B (zh) 一种井底局部减压的提速钻头
CN112936614A (zh) 穿越水工钢筋混凝土基础修建地下连续墙的机械
CN104481494A (zh) 一种修治岩盐卤井的方法
CN2918706Y (zh) 小井眼随钻扩孔器
CN203383737U (zh) 一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头
CN221096432U (zh) 一种海域天然气水合物水平井清砂钻杆公接头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220119

Address after: 163453 Heilongjiang Province, Daqing City Ranghulu District No. 263 South Central Avenue

Applicant after: DAQING PETROLEUM ADMINISTRATION Co.,Ltd.

Applicant after: China National Petroleum Corporation Limited

Address before: 163453 Heilongjiang Province, Daqing City Ranghulu District No. 263 South Central Avenue

Applicant before: DAQING PETROLEUM ADMINISTRATION Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200522

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication