CN201738848U - 一种钻井用井眼清洁工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于石油、天然气和地质钻井的一种钻井用井眼清洁工具，尤其适用于钻水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井。本实用新型一种钻井用井眼清洁工具，包括公扣、本体、下过渡槽、扰流棱、过流槽、上过渡槽和母扣构成。所述本体内部开有贯通孔，本体上加工有扰流棱、过流槽、上过渡槽和下过渡槽；所述扰流棱形状为直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工有环形槽；扰流棱条数为3～6条。本实用新型具有破坏岩屑床，增加钻井液局部流速及导向的作用，使岩屑能随着钻井液顺利返回地面，有效改善钻井过程岩屑悬浮状态，清洁井眼，防止钻井过程中因岩屑沉积在井眼底部形成岩屑床而造成卡钻、停钻事故。

Description

一种钻井用井眼清洁工具 

技术领域

本实用新型涉及用于石油、天然气和地质钻井的一种钻井用井眼清洁工具，尤其适用于钻水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井。 

背景技术

钻水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井时，会出现钻柱轴线偏离井眼轴线的现象，并且偏离程度随井斜角的增大而增大，甚至与井眼低边接触，沿着(或逼近)井眼低边移动或滚动，使得环空钻井液轴线流动速度分量几乎为零、切向分量自井眼高边向井眼低边递减直至接近零(钻具转动时)或为零(钻具滑动时)，这就使得环空中的岩屑不能被钻井液拖拽返向井口，又被碾压成更细颗粒压实岩屑床，从而加剧钻井液的粘切效应，影响钻速。当岩屑密度大于钻井液密度，岩屑趋向沉积于井眼低边形成岩屑床，井眼低边环空的岩屑床的厚度随时间的推移而加厚。最终，加厚了的岩屑床引起钻具扭矩增加、上下运动阻力增加、钻压不能全部传递给钻头而影响钻进。岩屑床使井下测试工具、测井仪器工作受阻，作业成功率下降，使下套管、固井作业困难，水泥封固质量差，严重时会引起井眼堵塞甚至引发卡钻。 

随着大斜度井、大位移井、复杂结构井技术的发展，岩屑床清除及井眼清洁问题这些年日益受到重视，目前主要有以下的方法：在井眼轨迹控制中尽量减小井斜角在30°～60°的斜井段；优化钻井液性能，有效控制钻井液动塑比，提高钻井液的悬屑、携屑能力；控制机械钻速，定期或适时进行短起下钻配以划眼和适当增大泵量循环。以上方法均不能高效清除岩屑床，甚至还会影响钻井质量、速度、成本。故需设计一种高效井眼清洁工具。 

目前，岩屑床破坏及井眼的清洁是钻井界的热点。国内岩屑床破坏及井眼的清洁研究起步较晚，且受诸多条件限制，岩屑床破坏和井眼清洁尚存在很多的问题。 

发明内容

本实用新型的目的是：为克服现有技术的不足，特提供一种钻井用井眼清洁工具，以解决钻井过程中的井眼清洁问题。 

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是： 

本实用新型一种钻井用井眼清洁工具，包括公扣、本体、下过渡槽、扰流棱、过流槽、上过渡槽和母扣构成。所述本体为整体式，其上、下端分别攻有公扣和母扣，用于连接钻杆或其它钻具，所述本体内部开有贯通孔，本体上加工有扰流棱、过流槽、上过渡槽和下过渡 槽，本体上可加工上过渡槽和下过渡槽，也可不加工；所述扰流棱形状为直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工有环形槽，扰流棱进行过渡圆弧和倒角处理；扰流棱条数为3～6条。扰流棱表面镶嵌有硬质合金。该钻井用井眼清洁工具连接到钻柱，钻进时，其下端松动岩屑床，经扰流棱带动，岩屑由低边进入具有较高流速的环空高边，重新进入钻井液，同时流道使流体流向发生改变，产生螺旋流，提高钻井液携带岩屑的能力。通过以上机理，提高钻井用井眼清洁工具破坏岩屑床、清洗岩屑的能力，进而提高井身质量及机械钻速，降低钻井成本。 

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是： 

1、本实用新型为整体结构，加工简单，使用方便；2、通过扰流棱来破坏沉降岩屑床和改变流体流向，最终达到清洁井眼的目的；3、强度较高，适应性强。 

附图说明

图1是本实用新型一种钻井用井眼清洁工具结构示意图； 

图2是图1A-A剖面结构示意图； 

图3是本实用新型一种钻井用井眼清洁工具直棱扰流槽结构示意图； 

图4是本实用新型一种钻井用井眼清洁工具V形棱扰流槽结构示意图； 

图5是本实用新型一种钻井用井眼清洁工具螺旋棱扰流槽结构示意图； 

图6是本实用新型一种钻井用井眼清洁工具扇形棱扰流槽结构示意图； 

图中，1公扣，2本体，3下过渡槽，4扰流棱，5上过渡槽，6贯通孔，7母扣，8过流槽，9环形槽。 

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。 

如图1、图2所示，一种钻井用井眼清洁工具，包括公扣1、本体2、下过渡槽3、扰流棱4、过流槽8、上过渡槽5和母扣7构成。本体2为整体式，其上、下端分别攻有公扣1和母扣7，用于连接钻杆或其它钻具，所述本体2内部开有贯通孔6，本体上加工有扰流棱4、过流槽8、上过渡槽5和下过渡槽3，本体上可加工上过渡槽和下过渡槽3，也可不加工。所述扰流棱4形状为直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工有环形槽9，扰流棱4进行过渡圆弧和倒角处理。 

如图2所示，扰流棱4为斜棱，两个棱之间过流槽8为圆弧槽。 

如图3、图4、图5、图6所示，所述扰流棱4形状分别为直棱、V形棱、螺旋棱和扇形棱，扰流棱4条数为3～6，扰流棱4表面镶嵌硬质合金棱或者敷焊硬质合金齿。 

钻井过程中，工具连接在钻柱上，工具随着钻柱一起旋转。该工具周围的环空截面积低于钻杆本体和钻杆接头部位的环空截面积，钻井液流速迅速增大，对工具周围的岩屑产生更强烈的冲洗作用；并且钻井用井眼清洁工具的流道对钻井液具有较强的导向作用，流道的快速旋转也会引起周围钻井液的旋流，进一步对钻井液增压，提高流速；钻井液的旋流运动和速度的增加又增强了工具周围的钻井液的紊流程度或使钻井液由层流变成强湍流，这些都大大提高了钻井液携岩和清岩的能力。 

Claims (2)

1.一种钻井用井眼清洁工具，包括公扣(1)、本体(2)、下过渡槽(3)、扰流棱(4)、过流槽(8)、上过渡槽(5)和母扣(7)构成，其特征在于：所述本体内部开有贯通孔(6)，本体上加工有扰流棱(4)、过流槽(8)、上过渡槽(5)和下过渡槽(3)；所述扰流棱(4)形状为直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，扰流棱(4)条数为3～6条。

2.根据权利要求1所述的一种钻井用井眼清洁工具，其特征在于：直棱和斜直棱可在中部加工有环形槽(9)，扰流棱(4)进行过渡圆弧和倒角处理；扰流棱(4)表面镶嵌硬质合金棱或敷焊硬质合金齿。 

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