CN205135554U - 一种复合型井眼清洁工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种复合型井眼清洁工具，包括钻杆本体，所述钻杆本体为设有内通道的空心管，所述钻杆本体的上下两端分别设有母接头和公接头，所述钻杆本体的表面从母接头至公接头依次间隔设置有上喷射扶正器、螺旋刀翼区、V型槽道紊流区、螺旋刮刷区和下喷射扶正器。解决了现有技术中井眼清洁工具存在的功能单一、清洁效率低和清洁效果差的问题，在对岩屑进行清除时，可将本实用新型与底部钻具配合使用，也可以单独作为工具投入井中，提高井身质量，减少划眼以及起下钻的次数，降低卡钻的风险，缩短复杂情况带来的钻井作业时间，降低钻井成本，提高钻井效率，具有结构简单、操作方便和适用范围广的优点。

Description

一种复合型井眼清洁工具

技术领域

本实用新型涉及石油与天然气行业钻井作业技术领域，具体涉及一种复合型井眼清洁工具。

背景技术

水平井、大位移井在钻井过程中岩屑运移困难，会带来一系列的复杂问题，造成摩阻、扭矩增大，环空压耗增大，机械钻速增大，进而引发钻具阻卡，地层破裂等井下复杂情况并影响后续的完井、固井作业。

传统的岩屑床清除方法有提高环空返速、提高钻杆钻速、清扫液扫除、频繁短起下钻作业等。然而这些方法均存在一定不足，例如导致钻井作业成本增加，延长非作业时间等。目前，国内外逐渐开始采用井眼清洁工具来解决施工中的岩屑床堆积问题。但现有的井眼清洁工具功能单一，清洁效率低，往往需下入多段净化工具才可达到清洁效果，而过多的净化工具会增加环空压耗，降低钻井液安全密度窗口，对敏感地层极易诱发井下复杂；同时，井眼清洁工具还无法实现地面的智能控制，操作不便。

实用新型内容

本实用新型提出一种复合型井眼清洁工具，解决了现有技术中井眼清洁工具存在的功能单一、清洁效率低和清洁效果差的问题，具有结构简单、操作方便和适用范围广的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种复合型井眼清洁工具，包括钻杆本体，所述钻杆本体为设有内通道的空心管，所述钻杆本体的上下两端分别设有母接头和公接头，所述钻杆本体的表面从母接头至公接头依次间隔设置有上喷射扶正器、螺旋刀翼区、V型槽道紊流区、螺旋刮刷区和下喷射扶正器。

本实用新型还可以通过以下步骤进一步实现

进一步的，所述上喷射扶正器包括上扶正器本体和喷射孔，所述上扶正器本体位于所述钻杆本体靠近母接头的一端，所述上扶正器本体与其所在段的所述钻杆本体为一体式结构，所述上扶正器本体的外径与井壁相适配，所述上扶正器本体上均匀布置所述喷射孔，所述喷射孔与所述钻杆本体内通道联通；所述下喷射扶正器设置于所述钻杆本体靠近公接头的一端，所述下喷射扶正器与所述上喷射扶正器的结构相同。

进一步的，所述螺旋刀翼区包括螺旋刀翼，所述螺旋刀翼设置于所述钻杆本体的表面，所述螺旋刀翼两端的钻杆本体上对应设置有上保护带和下保护带，所述上保护带和所述下保护带与其所在段的钻杆本体分别呈一体式结构，所述上保护带和所述下保护带的表面均间隔设置有沿所述钻杆本体轴向延伸的螺旋状凸起。

进一步的，所述V型槽道紊流区包括多组间隔设置的V型槽道，所述钻杆本体表面间隔设有多组呈V型对接的凸起，相邻凸起之间的间隙形成所述V型槽道，所述V型槽道两端的钻杆本体上对应设置有上过渡带和下过渡带，所述上过渡带和下过渡带分别与其所在段的钻杆本体呈一体式结构，所述上过渡带和下过渡带与所述钻杆本体表面之间的高度与所述凸起与所述钻杆本体表面之间的高度相同。

进一步的，所述螺旋刮刷区包括环形刮刷和螺旋刮刷，所述螺旋刮刷绕设于所述钻杆本体表面，所述螺旋刮刷沿所述钻杆本体径向方向呈120°布置，所述环形刮刷分别套设于所述螺旋刮刷两端的所述钻杆本体表面，所述环形刮刷的一侧与所述螺旋刮刷相连，所述环形刮刷的外径与所述螺旋刮刷的外径相同。

优选的，所述喷射孔的孔直径为8mm，同一圆周上的喷射孔沿所述钻杆本体径向呈60°分布，相邻圆周上的喷射孔交错设置。

更进一步的，所述螺旋刀翼表面镶嵌有金刚石颗粒。

更进一步的，所述螺旋刮刷区还包括上螺旋保护带和下螺旋保护带，靠近所述母接头一侧的所述环形刮刷即上环形刮刷的另一侧连接所述上螺旋保护带，靠近所述公接头一侧的所述环形刮刷即下环形刮刷的另一侧连接所述下螺旋保护带，所述上螺旋保护带和所述下螺旋保护带与其所在段的钻杆本体分别呈一体式结构，所述上螺旋保护带和所述下螺旋保护带的表面均间隔设置有沿所述钻杆本体轴向延伸的螺旋状凸起。

本实用新型的有益效果在于：

1)在对岩屑进行清除时，可将本实用新型与底部钻具配合使用，也可以单独作为工具投入井中，提高井身质量，减少划眼以及起下钻的次数，降低卡钻的风险，缩短复杂情况带来的钻井作业时间，降低钻井成本，提高钻井效率。

2)本实用新型中上喷射扶正器位于钻杆本体的最上端，上喷射扶正器的外径与井壁适配，与井壁有效接触，其与下喷射扶正器共同相互作用，有力减少了钻杆本体作业过程中偏心的趋势，有利于对岩屑床进行高效清除，并保证了井眼的质量，同时设置于上扶正器本体上与钻杆本体内腔联通的喷射孔，在钻井液循环的过程中，形成连续的水射流簇，有利于将堆积的岩屑重新悬浮在钻井液中，使得岩屑脱离井壁的效果更加明显。

3)本实用新型中螺旋刀翼区的主要作用是：为岩屑提供螺旋流道，有利于悬浮岩屑，且在旋转过程中对岩屑产生推力，有利于岩屑随钻井液返出；在螺旋刀翼两端设置的上保护带和下保护带一方面是为了保护井眼，使井眼趋于规则，另一方面也可以防止过大的岩屑没有进行分散预处理就直接进入螺旋刀翼，对螺旋刀翼起到一定程度的保护，延长本实用新型的使用寿命；利用高速旋转的螺旋刀翼挖掘沉积在井眼低边的岩屑颗粒，并将其甩入环空中，有利于岩屑运移，同时不断的对螺旋刀翼表面进行清洗，提高工作效率；在螺旋刀翼表面镶嵌金刚石颗粒，更有助于对岩屑中的大颗粒进行研磨粉碎。

4)V型槽道紊流区的主要作用是：在上过渡带和下过渡带之间设置V型槽道，不仅可以击碎呈团状的岩屑，使之分散为小的岩屑颗粒，还可以搅动沉积的岩屑，使得静止的岩屑颗粒再次运移，同时旋转的V型槽道增大了钻井液的扰动能力，使得通过该区域的钻井液流态变为更加稳定的紊流，对岩屑颗粒的举升、携带能力增强，再次运移的岩屑颗粒随着上返的钻井液被携带至地面。

5)螺旋刮刷区的主要作用是：对井眼中的小颗粒、岩屑床聚集处进行刮刷，其上螺旋保护带和下螺旋保护带有利于形成紊流，加大岩屑清除效率，保护环形刮刷和螺旋刮刷不会被大颗粒岩屑破坏，延长使用寿命，其中环形刮刷对大颗粒岩屑的刮刷作用强，螺旋刮刷对细小颗粒岩屑更具有吸附力，在旋转流道的离心作用下，不断将岩屑甩到井眼环空并逐渐脱离岩屑刮刷区，具有设计合理，清洁效果好，使用寿命长的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的装配图；

图2为本实用新型中上喷射扶正器的结构示意图。

图3为本实用新型中螺旋刀翼段的结构示意图。

图4为本实用新型中V型槽道紊流段的结构示意图。

图5为本实用新型中螺旋刮刷段的部分剖示意图。

图6为本实用新型中下喷射扶正器的部分剖示意图。

1-钻杆本体

10-上喷射扶正器11-上扶正器本体12-喷射孔13-母接头

20-螺旋刀翼区21-螺旋刀翼22-上保护带23-下保护带

30-V型槽道紊流区31-V型槽道32-上过渡带33-下过渡带

40-螺旋刮刷区41-上螺旋保护带42-上环形刮刷43-螺旋刮刷44-下环形刮刷45-下螺旋保护带

50-下喷射扶正器51-下扶正器本体52-喷射孔53-公接头

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种复合型井眼清洁工具，包括钻杆本体1，钻杆本体1为设有内通道的空心管，钻杆本体1的上下两端分别设有母接头13和公接头53，母接头13为设置于空心管上端内表面的内螺纹用于连接上一级钻杆，公接头53俄日设置于空心管下端外表面的外螺纹，用于连接下一级钻杆，母接头13与公接头53之间的空心管的外表面依次间隔设置有上喷射扶正器10、螺旋刀翼区20、V型槽道紊流区30、螺旋刮刷区40和下喷射扶正器50；

参见图2和图6，其中上喷射扶正器10包括上扶正器本体11和喷射孔12，上扶正器本体11位于钻杆本体1靠近母接头13的一端，上扶正器本体11与其所在段的钻杆本体1为一体式结构，上扶正器本体11的外径与井壁相适配，上扶正器本体11上均匀布置喷射孔12，喷射孔12与钻杆本体1内通道联通，喷射孔12的孔直径为8mm，同一圆周上的喷射孔12沿钻杆本体1径向呈60°分布，相邻圆周上的喷射孔12交错设置；

下喷射扶正器50设置于钻杆本体1靠近公接头53的一端，下喷射扶正器50与上喷射扶正器10的结构相同，下喷射扶正器50包括与上扶正器本体11结构相同的下扶正器本体51，下扶正器本体51也设置有与上扶正器本体11上相同布置的喷射孔53；

参见图3，其中，螺旋刀翼区20位于上喷射扶正器10下方，螺旋刀翼区20包括螺旋刀翼21，螺旋刀翼21设置于钻杆本体1的表面，螺旋刀翼21表面镶嵌有金刚石颗粒，螺旋刀翼21两端的钻杆本体1上对应设置有上保护带22和下保护带23，上保护带22和下保护带23与其所在段的钻杆本体1分别呈一体式结构，上保护带22和下保护带23的表面均间隔设置有沿钻杆本体1轴向延伸的螺旋状凸起；

参见图4，其中，V型槽道紊流区30位于螺旋刀翼区20的下方，V型槽道紊流区30包括多组间隔设置的V型槽道31，钻杆本体1表面间隔设有多组呈V型对接的凸起，相邻凸起之间的间隙形成V型槽道31，V型槽道31两端的钻杆本体1上对应设置有上过渡带32和下过渡带33，上过渡带32和下过渡带33分别与其所在段的钻杆本体1呈一体式结构，上过渡带32和下过渡带33与钻杆本体1表面之间的高度与形成V槽道的凸起与钻杆本体1表面之间的高度相同；

参见图5，其中，螺旋刮刷区40位于V型槽道紊流区30和下喷射扶正器50之间，螺旋刮刷区40包括环形刮刷和螺旋刮刷43，其中环形刮刷包括上环形刮刷42和下环形刮刷44，上环形刮刷42和下环形刮刷44的结构相同，均为有两组并列的环状刮刷器组成，螺旋刮刷43绕设于钻杆本体1表面，螺旋刮刷43沿钻杆本体1径向方向呈120°布置，上环形刮刷42套设于螺旋刮刷43上端的钻杆本体1表面，上环形刮刷42的一侧与螺旋刮刷43的上端相连，下环形刮刷44套设于螺旋刮刷43下端的钻杆本体1表面，下环形刮刷44的一侧与螺旋刮刷43的下端相连，环形刮刷的外径与螺旋刮刷43的外径相同，上环形刮刷42的另一侧连接上螺旋保护带41，下环形刮刷44的另一侧连接下螺旋保护带45，上螺旋保护带41和下螺旋保护带45与其所在段的钻杆本体1分别呈一体式结构，上螺旋保护带41和下螺旋保护带45的表面均间隔设置有沿钻杆本体1轴向延伸的螺旋状凸起，其中上螺旋保护带41和下螺旋保护带45的结构与上保护带22和下保护带23的结构相同，作用也相近。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合型井眼清洁工具，包括钻杆本体(1)，所述钻杆本体(1)为设有内通道的空心管，其特征在于：所述钻杆本体(1)的上下两端分别设有母接头(13)和公接头(53)，所述钻杆本体(1)的表面从母接头(13)至公接头(53)依次间隔设置有上喷射扶正器(10)、螺旋刀翼区(20)、V型槽道紊流区(30)、螺旋刮刷区(40)和下喷射扶正器(50)。

2.如权利要求1所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述上喷射扶正器(10)包括上扶正器本体(11)和喷射孔(12)，所述上扶正器本体(11)位于所述钻杆本体(1)靠近母接头(13)的一端，所述上扶正器本体(11)与其所在段的所述钻杆本体(1)为一体式结构，所述上扶正器本体(11)的外径与井壁相适配，所述上扶正器本体(11)上均匀布置所述喷射孔(12)，所述喷射孔(12)与所述钻杆本体(1)内通道联通；所述下喷射扶正器(50)设置于所述钻杆本体(1)靠近公接头(53)的一端，所述下喷射扶正器(50)与所述上喷射扶正器(10)的结构相同。

3.如权利要求1所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述螺旋刀翼区(20)包括螺旋刀翼(21)，所述螺旋刀翼(21)设置于所述钻杆本体(1)的表面，所述螺旋刀翼(21)两端的钻杆本体(1)上对应设置有上保护带(22)和下保护带(23)，所述上保护带(22)和所述下保护带(23)与其所在段的钻杆本体(1)分别呈一体式结构，所述上保护带(22)和所述下保护带(23)的表面均间隔设置有沿所述钻杆本体(1)轴向延伸的螺旋状凸起。

4.如权利要求1所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述V型槽道紊流区(30)包括多组间隔设置的V型槽道(31)，所述钻杆本体(1)表面间隔设有多组呈V型对接的凸起，相邻凸起之间的间隙形成所述V型槽道(31)，所述V型槽道(31)两端的钻杆本体(1)上对应设置有上过渡带(32)和下过渡带(33)，所述上过渡带(32)和下过渡带(33)分别与其所在段的钻杆本体(1)呈一体式结构，所述上过渡带(32)和下过渡带(33)与所述钻杆本体(1)表面之间的高度与所述凸起与所述钻杆本体(1)表面之间的高度相同。

5.如权利要求1所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述螺旋刮刷区(40)包括环形刮刷和螺旋刮刷(43)，所述螺旋刮刷(43)绕设于所述钻杆本体(1)表面，所述螺旋刮刷(43)沿所述钻杆本体(1)径向方向呈120°布置，所述环形刮刷分别套设于所述螺旋刮刷(43)两端的所述钻杆本体(1)表面，所述环形刮刷的一侧与所述螺旋刮刷(43)相连，所述环形刮刷的外径与所述螺旋刮刷(43)的外径相同。

6.如权利要求2所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述喷射孔(12)、(52)的孔直径为8mm，同一圆周上的喷射孔(12)、(52)沿所述钻杆本体(1)径向呈60°分布，相邻圆周上的喷射孔(12)、(52)交错设置。

7.如权利要求3所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述螺旋刀翼(21)表面镶嵌有金刚石颗粒。

8.如权利要求5所述的一种复合型井眼清洁工具，其特征在于：所述螺旋刮刷区(40)还包括上螺旋保护带(41)和下螺旋保护带(45)，靠近所述母接头(13)一侧的所述环形刮刷即上环形刮刷(42)的另一侧连接所述上螺旋保护带(41)，靠近所述公接头(53)一侧的所述环形刮刷即下环形刮刷(44)的另一侧连接所述下螺旋保护带(45)，所述上螺旋保护带(41)和所述下螺旋保护带(45)与其所在段的钻杆本体(1)分别呈一体式结构，所述上螺旋保护带(41)和所述下螺旋保护带(45)的表面均间隔设置有沿所述钻杆本体(1)轴向延伸的螺旋状凸起。