CN205314943U - 一种超深水平井防沉屑工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石油勘探开发用的一种超深水平井防沉屑工具，主要由公接头、母接头、钻杆壁、阀芯、弹簧、垫圈、弹簧端盖、喷嘴、流道孔组成。所述公接头和母接头分别与工具上下两端钻杆螺纹连接；工具本体中部钻杆壁加厚，且旁通有钻井液流道；阀芯安装在钻杆壁内，弹簧端盖通过螺纹安装在钻杆壁内；弹簧端盖开有限位孔，与阀芯嵌套连接，阀芯与弹簧端盖之间安装有弹簧和垫圈；喷嘴通过螺纹安装在钻杆壁内的流道中。正常循环时，钻杆内液柱压力较高，钻井液推动阀芯压缩弹簧，钻杆壁内的流道打开，钻井液沿流道经喷嘴向环空高速射流。由喷嘴喷射出的高速钻井液可以改变喷嘴上部附近环空流场，增大钻井液流速和岩屑运移速度，结合钻杆旋转，可以显著提高岩屑的运移效率，有效防止岩屑因受自身重力和钻井液对其的拖拽力不足而沉降。本实用新型的优点：结构简单、射流效果明显，能有效提高工具上部环空岩屑运移效率，防止岩屑沉降。
Description
技术领域
[0001]本实用新型涉及超深水平井钻井技术领域，更具体地涉及一种超深水平井防沉肩工具。
背景技术
[0002]在超深水平井钻井过程中，水平井段和直井段岩肩有效运移是确保顺利钻进的关键。为了保证水平井段正常携岩，地面栗压已经比较大，由于循环介质的沿程摩阻增大，钻井液携岩上返进入直井段后，在直井段环空岩肩运移受到的举升力有所降低，岩肩运移可能存在困难。但是，如果继续增大栗压以同时保证水平段和直井段正常携岩，可能会超出地面泥浆栗工作能力范围，此外，水平井钻遇多套地层，如果栗压过大，容易压漏地层，造成钻井事故。针对上述钻井过程中可能存在的岩肩运移困难问题，先前已经有学者进行了相关研究，专利ZL200820063175.7公开的一种防沉肩钻井工具，在工具本体上开有多角度喷孔，喷孔内安装喷嘴，通过增大栗入能量的10%，并利用钻柱内外压差向环空喷射循环流体，从而使环空上返流体形成紊流流态，有效确保岩肩运移，但该防沉肩钻井工具只要内外环空存在压差就会形成射流，而不能自由控制循环流体向环空射流。此外，也有相关文献(祝效华，刘少胡.气体钻井防沉肩工具分流继能机理与可行性研究[J].石油钻探技术，2009，37
(6):78-80.)，开展了气体钻井防沉肩工具分流继能机理与可行性研究，分析了分流继能机理，并数值模拟了孔径对工具分流量的影响，提出该工具具有可行性和安全性，但该气体钻井防沉肩工具也不能实现自主控制分流。
[0003]因此，设计了一种超深水平井防沉肩工具，该工具可有效保持和提高直井段环空内岩肩的运移和悬浮能力，防止上返钻井液携带的岩肩沉积。通过更换该工具钻杆壁内的弹簧，可实现不同液柱压力下钻井液向环空的射流。
发明内容
[0004]本实用新型目的是:提供一种超深水平井防沉肩工具。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]本实用新型一种超深水平井防沉肩工具，主要由公接头、母接头、钻杆壁、阀芯、弹簧、垫圈、弹簧端盖、喷嘴、流道孔组成。所述公接头和母接头分别与工具上下两端钻杆螺纹连接;工具本体中部钻杆壁加厚，且旁通有钻井液流道；阀芯安装在钻杆壁内，弹簧端盖通过螺纹安装在钻杆壁内；弹簧端盖开有限位孔，与阀芯嵌套连接，阀芯与弹簧端盖之间安装有弹簧和垫圈；喷嘴通过螺纹安装在钻杆壁内的流道中。正常循环时，钻杆内液柱压力较高，钻井液推动阀芯压缩弹簧，钻杆壁内的流道打开，钻井液沿流道经喷嘴向环空高速射流。由喷嘴喷射出的高速钻井液可以改变喷嘴上部附近环空流场，增大钻井液流速和岩肩运移速度，结合钻杆旋转，可以显著提高岩肩的运移效率，有效防止岩肩因受自身重力和钻井液对其的拖拽力不足而沉降。
[0007]本实用新型的优点:结构简单、射流效果明显，能有效提高工具上部环空岩肩运移效率，防止岩肩沉降。
附图说明
[0008]图1是本实用新型一种超深水平井防沉肩工具的结构示意图。
[0009]图中:1.公接头，2.母接头，3.钻杆壁，4.阀芯，5.弹簧，6.垫圈，7.弹簧端盖，8.喷嘴，9.流道孔。
[0010]图2是图1中弹簧端盖侧视图和俯视图。
[0011]图3是图1中喷嘴侧视图和俯视图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0013]如图1所示，本实用新型一种超深水平井防沉肩工具，主要由公接头1、母接头2、钻杆壁3、阀芯4、弹簧5、垫圈6、弹簧端盖7、喷嘴8、流道孔9组成。所述公接头I和母接头2用于连接工具上下两端钻杆;工具本体中部钻杆壁3加厚，且旁通有钻井液流道孔9;阀芯4与弹簧端盖7之间安装可伸缩弹簧5和垫圈6，通过更换弹簧5可实现不同液柱压力下钻井液向环空射流，垫圈6可防止钻井液进入限位孔内；阀芯4在钻杆径向可以左、右移动，并分别堵塞和打开流道孔9;流道打开，喷嘴8向环空喷射高速钻井液。在水平井正常钻进或停钻循环钻井液过程中，钻柱内液柱压力较高，钻井液推动阀芯4压缩弹簧5，钻杆壁3内的流道孔9打开，钻井液沿流道经喷嘴8向环空高速射流。由喷嘴8喷射出的高速钻井液可以改变喷嘴8上部附近环空流场，增大钻井液流速和岩肩运移速度，提高岩肩的运移效率，有效防止岩肩因受拖拽力不足而沉降。停栗时，钻柱内液柱压力降低，弹簧5伸展并推动阀芯4向左移动，阀芯4堵塞钻井液流道孔9。
Claims (3)
1.一种超深水平井防沉肩工具，主要由公接头(I)、母接头(2)、钻杆壁(3)、阀芯(4)、弹簧(5)、垫圈(6)、弹簧端盖(7)、喷嘴(8)、流道孔(9)组成，所述公接头(I)和母接头(2)分别与工具上下两端钻杆螺纹连接，工具本体中部钻杆壁(3)加厚，且旁通有钻井液流道孔(9)，阀芯(4)安装在钻杆壁(3)内，弹簧端盖(7)通过螺纹固定安装在钻杆壁(3)中，弹簧端盖(7)开有限位孔，与阀芯(4)嵌套连接，阀芯(4)与弹簧端盖(7)之间安装有弹簧(5)和垫圈(6)，喷嘴(8)通过螺纹固定安装在钻杆壁(3)中。
2.根据权利要求1所述的一种超深水平井防沉肩工具，其特征在于:阀芯(4)前部内径为20mm，后部内径为1mm，前端加工倒角，流道孔(9)为内径为15mm，加工倒角的圆孔，流道孔(9)内部倒角与阀芯(4)前端倒角都为45°，倒角深度为4mm，但方向相反，倒角后产生的倒角面平行。
3.根据权利要求1所述的一种超深水平井防沉肩工具，其特征在于:喷嘴(8)中为渐缩式流道，且末端喷嘴(8)流道口直径大小为4mm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108180000A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 中国石油大学(华东) | 一种自动控制的防返吐单向注水阀 |
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2016
- 2016-01-06 CN CN201620013726.3U patent/CN205314943U/zh not_active Expired - Fee Related
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