CN114439426A - 一种锥管式井下岩屑床清除工具 - Google Patents

一种锥管式井下岩屑床清除工具 Download PDF

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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Abstract

本发明提出一种锥管式井下岩屑床清除工具,涉及石油钻井机械技术领域,该锥管式井下岩屑床清除工具包括呈筒状的壳体,壳体内开设有沿轴线贯通的导流腔,壳体内还开设有沿壳体圆周方向顺序间隔排列的多个导流通道,各导流通道分别沿壳体的径向设置,导流通道的一端为入口端,导流通道的另一端为出口端,入口端与导流腔相连通,壳体的外壁上开设有与出口端相连通的孔眼,导流通道由入口端至出口端逐渐扩径,各导流通道内设置有能够封闭入口端的阀球,孔眼的内径小于阀球的外径。本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具能够定向清除井下岩屑床,保证水平井、大位移井的正常、高效地运行。

Description

一种锥管式井下岩屑床清除工具
技术领域
本发明涉及石油钻井机械技术领域,特别涉及一种锥管式井下岩屑床清除装置。
背景技术
水平井、大位移井是石油开采中的先进技术,可有效增大储层泄油面积,提高油气采收率。在海洋油气田开发、老油田稳产增产和低渗透油气田开发等领域,水平井、大位移井被广泛使用。但现场实践和实验研究均表明,倾斜井段钻井液携带岩屑效率低,特别是滑动定向钻进过程中,由于钻柱自身不旋转,易堆积形成岩屑床,岩屑床一旦形成,后续钻井过程中极易导致钻杆高摩阻、高扭矩、拖压等问题。严重时,岩屑床可能会引发井下卡钻、钻具断落等井眼安全事故。
目前,增大钻井液排量和使用清除工具是水平井、大位移井钻井过程中常用的岩屑床清除手段,但清除效果并不十分理想。具体的,提高钻井液排量能降低岩屑床厚度、加快岩屑运移,但是在定向段和水平段钻进时,钻柱受自身重力作用而贴近井眼低边,导致低边井壁处流速小、携岩困难,在当前机泵能力有限的情况下,即便增加机泵成本投入仍然很难获得满意的清除效果;另外,现有岩屑床清除工具主要是外接钻杆或者直接在钻杆加厚处开孔,通过钻杆旋转直接破坏环空底部岩屑床或改变清除工具周围钻井液流态来清除岩屑床,但是,滑动定向钻进时由于钻杆不旋转,环空底部岩屑床根本得不到有效破坏,而钻杆加厚处开孔的方法会使钻井液一直从钻杆内连续不断喷向环空,由于水平井段岩屑床在环空底部,喷射在环空上部的钻井液并不能对岩屑床进行有效清除,且会产生较大压耗,不利于钻井的快速高效的进行。
有鉴于此,本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验,经过反复试验设计出一种锥管式井下岩屑床清除装置,以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锥管式井下岩屑床清除工具,能够定向清除井下岩屑床,保证水平井、大位移井的正常、高效地运行。
为达到上述目的,本发明提出一种锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所锥管式井下岩屑床清除工具包括呈筒状的壳体,所述壳体内开设有沿轴线贯通的导流腔,所述壳体内还开设有沿所述壳体圆周方向顺序间隔排列的多个导流通道,各所述导流通道分别沿所述壳体的径向设置,所述导流通道的一端为入口端,所述导流通道的另一端为出口端,所述入口端与所述导流腔相连通,所述壳体的外壁上开设有与所述出口端相连通的孔眼,所述导流通道由所述入口端至所述出口端逐渐扩径,各所述导流通道内设置有能够封闭所述入口端的阀球,所述孔眼的内径小于所述阀球的外径。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述导流通道呈锥形,所述阀球的外径大于所述入口端的内径,且所述阀球的外径小于所述出口端的内径。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述阀球为实心钢球。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述壳体具有内筒体和外筒体,所述内筒体的内腔形成所述导流腔,所述外筒体套设在所述内筒体外并与所述内筒体通过连接件固定连接,所述外筒体和所述内筒体之间具有间隔并形成环形的工作腔,所述工作腔内设置有多个导流管,各所述导流管的一端与所述内筒体固定连接,各所述导流管的另一端与所述外筒体固定连接,所述导流管的内腔形成所述导流通道。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述内筒体的侧壁上开设有与所述导流通道相连通的贯通孔,所述外筒体的侧壁上开设有与所述导流通道相连通的所述孔眼。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述外筒体的外壁上设置有多个叶片,多个所述叶片沿所述外筒体的圆周方向均布。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述连接件为一下接头,所述下接头呈筒状并插装在所述工作腔的一端,所述外筒体与所述下接头的外壁固定连接,所述内筒体与所述下接头的内壁固定连接。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述工作腔的另一端插装有用于封闭所述工作腔的封盖,所述封盖与所述内筒体或所述外筒体固定连接。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述内筒体背向所述下接头的一端凸出于所述外筒体形成上接头,所述上接头的外壁上开设有用于连接的外螺纹。
如上所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其中,所述下接头开设有用于连接的内螺纹。
与现有技术相比,本发明具有以下特点和优点:
本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具克服了现有钻杆开孔清除岩屑床方法上下同喷以及现有叶片清除岩屑床方法只能在钻杆旋转情况下才能正常工作的不足,通过使用锥形的导流通道和阀球封堵,达到滑动定向钻进工况下钻井液只由井眼低边喷入井眼环空效果,进而实现对低边岩屑床的破坏,达到提高钻井液携岩效率、清洁井眼目的。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具的示意图;
图2为本发明中壳体的示意图。
附图标记说明:
100、锥管式井下岩屑床清除工具; 10、壳体;
11、导流腔; 12、导流通道;
13、内筒体; 14、外筒体;
15、工作腔; 16、导流管;
17、叶片; 18、下接头;
19、封盖; 20、阀球。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形,这些都应被视为属于本发明的范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
本文中所述的方位用语“上”、“下”、“顶”、“底”以图1所示为准,该些方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。
如图1、图2所示,本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具100包括呈筒状的壳体10,壳体10内开设有沿轴线贯通的导流腔11,壳体10内还开设有沿壳体10圆周方向顺序间隔排列的多个导流通道12,各导流通道12分别沿壳体10的径向设置,导流通道12的一端为入口端,导流通道12的另一端为出口端,入口端与导流腔11相连通,壳体10的外壁上开设有与出口端相连通的孔眼,导流通道12由入口端至出口端逐渐扩径,各导流通道12内设置有能够封闭入口端的阀球20,孔眼的内径小于阀球20的外径。
本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具100使用时随钻杆一并下入井内,钻井液通过壳体10的导流腔11进入导流通道12,再由导流通道12内流至壳体的外壁并喷射至井眼环空内,用于清除岩屑床。当滑动定向钻进时,壳体10横向设置,井眼高边部位导流通道12内的阀球20由于受其自身重力作用,下行并封堵入口端,限制钻井液由高边部位喷至井眼环空;而井眼低边部位导流通道12内的阀球20,同样受自身重力作用,下行至出口端(由于阀球20的外径大于孔眼的内径,阀球20不会从出口端脱出),导流通道12呈打开状态,钻井液由导流腔11进入导流通道12,并由导流通道12喷射至井眼低边环空,进而对低边岩屑床的破坏,实现对井眼低边岩屑床的定向清除,提高钻井液携岩效率,达到清洁井眼目的。
本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具100克服了现有钻杆开孔清除岩屑床方法上下同喷以及现有叶片清除岩屑床方法只能在钻杆旋转情况下才能正常工作的不足,通过使用锥形的导流通道12和阀球20封堵,达到滑动定向钻进工况下钻井液只由井眼低边喷入井眼环空效果,进而实现对低边岩屑床的破坏,达到提高钻井液携岩效率、清洁井眼目的。
在本发明一个可选的实施方式中,导流通道12呈圆锥台形,阀球20的外径大于入口端的内径,且阀球20的外径小于出口端的内径。采用上述结构,阀球20滚动至入口端时便可以将入口端封闭,阀球20滚动至出口端时,由于阀球20的外径小于出口端的内径,使得阀球20和导流通道12的内壁具有间隔,钻井液能够从上述间隔流出至孔眼处。
在本发明一个可选的实施方式中,壳体10具有内筒体13和外筒体14,内筒体13的内腔形成导流腔11,外筒体14套设在内筒体13外并与内筒体13通过连接件固定连接,外筒体14和内筒体13之间具有间隔并形成环形的工作腔15,工作腔15内设置有多个导流管16,各导流管16的一端与内筒体13固定连接,各导流管16的另一端与外筒体14固定连接,导流管16的内腔形成导流通道12,各导流通道12内分别设置有阀球20。
在该实施方式一个可选的例子中,内筒体13的侧壁上开设有与导流通道12相连通的贯通孔,外筒体14的侧壁上开设有与导流通道12相连通的孔眼。钻井液由贯通孔流至导流通道12内,再由导流通道12经孔眼流至井眼环空中,进而对井眼低边岩屑床的定向清除。
在一个可选的例子中,每个导流通道12的出口端可以开设有多个孔眼,以提高钻井液携岩效率。
在该实施方式一个可选的例子中,外筒体14的外壁上设置有多个叶片17,多个叶片17沿外筒体14的圆周方向均布。当壳体10随钻杆旋转时,叶片17也随之旋转,能够对岩屑床进行清除。
进一步的,叶片17设置在两个相邻的导流通道12的孔眼之间,即两个叶片17之间的凹槽内开有孔眼。
优选的,叶片17呈长条形,长条形的叶片17平行于壳体10的轴线设置。
在该实施方式一个可选的例子中,连接件为一下接头18,下接头18呈筒状并插装在工作腔15的一端,外筒体14与下接头18的外壁固定连接,内筒体13与下接头18的内壁固定连接。
在该实施方式一个可选的例子中,工作腔15的另一端插装有封盖19,封盖19用于封闭工作腔15,避免环空内的杂物进入工作腔15,避免杂物影响锥管式井下岩屑床清除工具100的使用寿命,封盖19与内筒体13或外筒体14固定连接。
在一个可选的例子中,封盖19与内筒体13螺纹连接;在另一个可选的例子中,封盖19与外筒体14螺纹连接。
在本发明一个可选的例子中,内筒体13背向下接头18的一端凸出于外筒体14形成上接头,上接头的外壁上开设有用于连接的外螺纹。
在一个可选的例子中,下接头18开设有用于连接的内螺纹。
进一步的,壳体10的两端分别通过上接头和下接头18与钻杆连接,当钻杆转动时,壳体10随钻杆一同转动,当钻杆滑动定向钻进时,壳体10横向设置且不转动(此时,钻杆也不发生转动)。
在一个可选的例子中,阀球20为实心钢球。阀球20可在自身重力的作用下,向下滚动。
针对上述各实施方式的详细解释,其目的仅在于对本发明进行解释,以便于能够更好地理解本发明,但是,这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制,特别是,在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合,从而组成其他实施方式,除了有明确相反的描述,这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中,而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所锥管式井下岩屑床清除工具包括呈筒状的壳体,所述壳体内开设有沿轴线贯通的导流腔,所述壳体内还开设有沿所述壳体圆周方向顺序间隔排列的多个导流通道,各所述导流通道分别沿所述壳体的径向设置,所述导流通道的一端为入口端,所述导流通道的另一端为出口端,所述入口端与所述导流腔相连通,所述壳体的外壁上开设有与所述出口端相连通的孔眼,所述导流通道由所述入口端至所述出口端逐渐扩径,各所述导流通道内设置有能够封闭所述入口端的阀球,所述孔眼的内径小于所述阀球的外径。
2.如权利要求1所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述导流通道呈锥形,所述阀球的外径大于所述入口端的内径,且所述阀球的外径小于所述出口端的内径。
3.如权利要求2所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述阀球为实心钢球。
4.如权利要求1所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述壳体具有内筒体和外筒体,所述内筒体的内腔形成所述导流腔,所述外筒体套设在所述内筒体外并与所述内筒体通过连接件固定连接,所述外筒体和所述内筒体之间具有间隔并形成环形的工作腔,所述工作腔内设置有多个导流管,各所述导流管的一端与所述内筒体固定连接,各所述导流管的另一端与所述外筒体固定连接,所述导流管的内腔形成所述导流通道。
5.如权利要求4所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述内筒体的侧壁上开设有与所述导流通道相连通的贯通孔,所述外筒体的侧壁上开设有与所述导流通道相连通的所述孔眼。
6.如权利要求4所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述外筒体的外壁上设置有多个叶片,多个所述叶片沿所述外筒体的圆周方向均布。
7.如权利要求4所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述连接件为一下接头,所述下接头呈筒状并插装在所述工作腔的一端,所述外筒体与所述下接头的外壁固定连接,所述内筒体与所述下接头的内壁固定连接。
8.如权利要求7所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述工作腔的另一端插装有用于封闭所述工作腔的封盖,所述封盖与所述内筒体或所述外筒体固定连接。
9.如权利要求7所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述内筒体背向所述下接头的一端凸出于所述外筒体形成上接头,所述上接头的外壁上开设有用于连接的外螺纹。
10.如权利要求9所述的锥管式井下岩屑床清除工具,其特征在于,所述下接头开设有用于连接的内螺纹。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070278011A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Bbj Tools Inc. Cuttings bed removal tool
CN103343672A (zh) * 2013-07-29 2013-10-09 西南石油大学 一种石油天然气钻井水平钻进岩屑床清除装置及方法
CN204371158U (zh) * 2014-12-04 2015-06-03 中国石油天然气集团公司 水平井岩屑清除装置
CN206554872U (zh) * 2017-01-13 2017-10-13 中国石油天然气集团公司 一种投球憋压装置及具有该装置的固井工艺管柱
CN110748311A (zh) * 2019-12-09 2020-02-04 长江大学 一种脉冲射流岩屑清洗工具
CN111577173A (zh) * 2020-05-22 2020-08-25 西安石油大学 一种自旋式-磁传动的井下岩屑床清除工具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070278011A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Bbj Tools Inc. Cuttings bed removal tool
CN103343672A (zh) * 2013-07-29 2013-10-09 西南石油大学 一种石油天然气钻井水平钻进岩屑床清除装置及方法
CN204371158U (zh) * 2014-12-04 2015-06-03 中国石油天然气集团公司 水平井岩屑清除装置
CN206554872U (zh) * 2017-01-13 2017-10-13 中国石油天然气集团公司 一种投球憋压装置及具有该装置的固井工艺管柱
CN110748311A (zh) * 2019-12-09 2020-02-04 长江大学 一种脉冲射流岩屑清洗工具
CN111577173A (zh) * 2020-05-22 2020-08-25 西安石油大学 一种自旋式-磁传动的井下岩屑床清除工具

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