CN201778657U - 气体钻井用防斜钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体钻井用防斜钻具，主要解决现有的气体钻井钻具控制井斜需要低钻压、降低了气体钻井钻进速度的问题。其特征在于：两节钻铤(2)之间连接微弯接头(3)，所述的微弯接头(3)长度为0.5m～3m，与钻头(4)间的距离为5m～20m，弯曲角度大于0°小于1°，且所述的微弯接头(3)的刚度小于钻铤(2)的刚度。该气体钻井用防斜钻具具有可以防止井斜、提高钻井速度、减少井塌或产生泥环的现象的特点。

Description

气体钻井用防斜钻具 

技术领域：

本实用新型属于油田钻井领域，尤其涉及一种气体钻井用防斜钻具。 

背景技术：

气体钻井技术是一种由气体设备在地面注入气体到井眼内，作为钻井循环介质的钻井技术，在相同地层条件下，机械钻速有大幅提高；可及时发现和保护油气层。随着石油天然气勘探开发力度的进一步加大，为提高勘探开发速度、保护储集层，广泛的应用了气体钻井技术。但根据对气体钻井的井径扩大率统计，可以看出气体钻井(包括雾化钻井)比常规钻井井径扩大率大得多，而井径扩大率大易引起井斜，因此在气体钻井实施过程中，如何控制好井身质量成了一个亟待解决的问题。在以常规钻井液作为循环介质的钻井过程中，可以采用钻具稳定器调整下部钻具性能，控制井身质量。气体钻井时，由于井壁稳定性差，井径扩大率大，普通的有稳定器的满眼钻具或钟摆钻具控制井斜能力差，还易于引起井下的复杂，发生井塌或产生泥环而导致卡钻，因此大多数是采用低钻压的方式控制井斜，大大降低了气体钻井的速度，影响了气体钻井的提速效果。 

实用新型内容：

为了克服现有技术中上述的不足，本实用新型提供一种气体钻井用防斜钻具，该气体钻井用防斜钻具具有可以在大钻压条件下控制井斜、提高钻井速度、减少井塌或产生泥环卡钻的现象的特点。 

本实用新型的技术方案是：一种气体钻井用防斜钻具，包括钻铤、钻头，两节钻铤之间连接微弯接头，所述的微弯接头长度为0.5m～3m，与钻头间的距离为5m～20m，弯曲角度大于0°小于1°，且所述的微弯接头的刚度小于钻铤的刚度。 

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，在两节钻铤之间连接一个微弯接头，钻具在高钻压作用下产生失稳，钻具向着微弯接头弯曲的方向弯曲，贴向井壁，在钻具自转一周的同时，微弯接 头引导弯曲钻具绕井筒轴心公转，而旋转一个周期的平均钻进方向则为井筒轴线方向。因此，该钻具自身即可在较大钻压条件下控制井斜，省去了稳定器，减少了气体钻井产生井塌或产生泥环卡钻的现象，克服了常规钻具稳定器不能有效扶正的问题，增加了气体钻井的防斜能力，可大大提高气体钻井的钻井速度。 

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是本实用新型微弯接头弯曲方向与井筒轴线关系的示意图。 

图中1-钻杆，2-钻铤，3-微弯接头，4-钻头，5-弯曲方向向上时的钻具弯曲曲线，6-弯曲方向向下时的钻具弯曲曲线，7-井筒轴线。 

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明： 

由图1所示，一种气体钻井用防斜钻具，包括钻杆1、钻铤2、钻头4，两节钻铤2之间连接微弯接头3，所述的微弯接头3长度为0.5m～3m，与钻头4间的距离为5m～20m，弯曲角度大于0°小于1°，且所述的微弯接头3的刚度小于钻铤2的刚度，使钻具受压时，微弯接头3先于钻铤2弯曲。 

根据材料力学原理两端铰接直杆的钻具在轴向压力下，达到一定的压力会造成直杆的失稳，其计算公式如下： 

$P=\frac{{\mathrm{\π}}^2\mathrm{EJ}}{L^2}$

该公式是计算直杆临界失稳压力的，π为常数，取3.14，直杆长度为L，直杆横截面的最小惯性矩J，弹性模量为E，两端铰接状态，P为失稳的临界压力，其两端受压力小于P时不会失稳，大于P时会失稳。 

在本实用新型中，钻具为直杆，钻压为压力，大钻压超过临界压力时，产生失稳，失稳的方向是随机的，但如果存在弯曲则向着弯曲方向，因此在离钻头一定距离处钻铤中间加一个微弯接头，在高钻压的作用下，产生失稳，钻铤2向着微弯接头3弯曲的方向弯曲，而旋转一个周期的平均钻进方向为井筒轴线方向，如图2所示，曲线5 为弯曲方向向上时的钻具弯曲曲线，曲线6为弯曲方向向下时的钻具弯曲曲线，其平均钻进方向则与井筒轴线基本重合。因此，该气体钻井用防斜钻具仅在钻铤之间增加了一个微弯接头3，就克服了常规钻具稳定器不能有效扶正的问题，增加了气体钻井的防斜能力，可大大提高气体钻井的钻井速度，并且由于没有稳定器，减少了气体钻井中发生井塌或产生泥环导致卡钻的现象。 

下面通过具体实施例对本实用新型做进一步的说明： 

	微弯接头长度(m)	与钻头间的距离(m)	弯曲角度(°)
				实施例一	0.5	5	0.5
实施例二	1	10	0.6
				实施例三	3	20	0.9

上述实施例中，使微弯接头3的刚度小于钻铤2的刚度，结论是：在保证钻井速度的同时，井身质量符合要求，并且没有出现井塌或产生泥环卡钻的现象。 

Claims (1)

1.一种气体钻井用防斜钻具，包括钻铤(2)、钻头(4)，其特征在于：两节钻铤(2)之间连接微弯接头(3)，所述的微弯接头(3)长度为0.5m～3m，与钻头(4)间的距离为5m～20m，弯曲角度大于0°小于1°，且所述的微弯接头(3)的刚度小于钻铤(2)的刚度。 

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