CN1145443A - 液力井斜控制/减振/推进器 - Google Patents

Abstract

液力井斜控制/减振/推进器用于钻探工程中的井斜控制、减振和推进。它由内筒和外筒组成。外筒左端通过丝扣与钻铤或其它钻具连接；内筒的右端通过丝扣与钻头或其它钻具短节连接。在外筒上设计有稳定器。外筒内侧有导槽，内筒左端外侧有键。内筒通过置在外筒导槽中的键可以作轴向滑动，同时传递扭矩。在外筒右端的内侧与内筒之间置有高压密封圈。通过调节钻压与泵压的关系，该钻具可实现伸出和缩进，实现井斜控制、减振和推进的目的。

Description

液力井斜控制/减振/推进器

液力井斜控制/减振/推进器用于钻探工程中的井斜控制、减振和推进。

井眼轨道控制技术和延长钻具的使用寿命始终是钻井技术的关键，也是长期的攻关课题。自本世纪五十年代以来对井眼轨道控制理论和技术进行了较系统的研究，在理论上建立了多种下部钻具力学分析的数学模型及计算方法、多种钻头与地层相互作用模型、多种井眼轨道预测方法，发明了一系列常规下部钻具组合、测量仪器和导向钻井系统，形成了一整套现代井眼轨道控制技术；在提高钻具的使用寿命方面，对钻柱在井下的受力状态进行了系统的研究，建立了稳态钻柱拉力扭矩模型、纵向振动的数学模型、扭转振动的数学模型、横向振动的数学模型及藕合振动的数学模型，对钻柱失效的力学原因进行了较系统的分析，并提出了提高钻具使用寿命的作业参数，发明了弹簧减振器和液力减振器。钻具和钻井技术的发展，极大地提高了钻井速度、提高了井身质量、降低了钻井成本。现有下部钻具组合虽然比较系统，可以根据需要选择出合适的钻具组合，但是却要经常随变化的井下情况更换钻具组合以实现钻井作业对钻具造斜能力的要求，耗费时间太长。导向钻井系统虽然可以实现不起下钻就对井眼轨道实现有效的控制，但导向钻井系统较复杂、设备较多、耗费大。

液力井斜控制/减振/推进器用于钻探工程中的井斜控制、减振和推进，是钻井作业中需要的一种结构间单、操作简单、可靠、不起下钻就能改变下部钻具造斜降斜能力、还具有减振作用的钻井工具。

图1为液力井斜控制/减振/推进器的结构原理。

图1A为液力井斜控制/减振/推进器的剖面图。液力井斜控制/减振/推进器由内筒和外筒组成。外筒左端通过丝扣与钻铤或其它钻具连接；内筒的右端通过丝扣与钻头或其它钻具短节连接。在外筒上设计有稳定器(固定式和可移动式均可)。在外筒右端的内侧与内筒之间置有高压密封圈。

图1B为液力井斜控制/减振/推进器的横截面图。外筒内侧有导槽，内筒左端外侧有键。内筒通过置在外筒导槽中的键可以作轴向滑动，同时传递扭矩。

图2为液力井斜控制/减振/推进器的应用原理。

图2A中，钻压 $W>\mathrm{p\π}(d_2^2-d_1^2)/4$ 其中，W-钻压，p-钻井液的钻头压降，d₁-内筒内径，d₂-内筒外径。该钻具处于压缩状态；下部钻具组合具有增斜性能。

图2B中 $W<\mathrm{p\&pi;}(d_2^2-d_1^2)/4$ 时，该钻具处于伸出状态；下部钻具组合具有降斜特性。

图2C中 $W=\mathrm{p\&pi;}(d_2^2-d_1^2)/4$ 时，该钻具处于液力推进和减振状态；具有液力推进和减振作用。

液力井斜控制/减振/推进器具有井斜控制、减振和推进三大功能。通过调节钻压与泵压的关系，该钻具可实现伸出和缩进，从而调节稳定器与钻头和稳定器之间的距离，改变钻具组合的造斜特性，达到不起下钻就改变下部钻具造斜特性的目的。此外，在钻进时，还可根据需要，通过该钻具的液力推进功能推钻头钻进，而不必由地面连续送钻；在此过程中，钻头的纵向振动传递给钻井液，传递给该钻具上部的钻具的纵向振动很小，具有良好的减振作用。

Claims (2)

1.液力井斜控制/减振/推进器的结构原理。即液力井斜控制/减振/推进器由内筒和外筒组成。外筒左端通过丝扣与钻铤或其它钻具连接；内筒的右端通过丝扣与钻头或其它钻具短节连接。在外筒上设计有稳定器(固定式和可移动式均可)。外筒内侧有导槽，内筒左端外侧有键。内筒通过置在外筒导槽中的键可以作轴向滑动，同时传递扭矩。在外筒右端的内侧与内筒之间置有高压密封圈。

2.液力井斜控制/减振/推进器工作原理。即液力井斜控制/减振/推进器用于钻探工程中的井斜控制、减振和推进。通过调节钻压与泵压的关系，该钻具可实现伸出和缩进，从而调节稳定器与钻头和稳定器之间的距离，改变钻具组合的造斜特性，达到不起下钻就改变下部钻具造斜特性的目的。此外，在钻进时，还可根据需要，通过该钻具的液力推进功能推钻头钻进，而不必由地面连续送钻；在此过程中，钻头的纵向振动传递给钻井液，传递给该钻具上部的钻具的纵向振动很小，具有良好的减振作用。

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