CN205778581U - 缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，包括依次连接的钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、减震推力器、螺杆和钻头；减震推力器至少包括一级活塞且可选择性地包括与一级活塞串联连接的二级活塞或与一级活塞串联连接的三级活塞，螺杆前端具有用于调整定向井井斜角和方位角的弯角；该缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合能够有效降低滑动钻进钻柱与井壁之间的摩阻，有效缓解托压，稳定工具面，为钻头提供稳定有效的钻压，大幅提高滑动钻进机械钻速；减少钻柱托压释放，降低托压释放憋钻井泵、憋螺杆的风险，为定向井滑动钻进缓解托压提供一种行之有效的方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻探工具技术领域，特别涉及一种缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合。
背景技术
定向井就是使井身沿着预先设计的井斜角和方位角钻进到达目的层的钻井方法。然而，定向井滑动钻进过程中，随着井斜角增大和裸眼段延伸，钻柱与井壁之间的摩擦阻力不断增加。当摩擦阻力增加到一定程度时，滑动钻进过程会出现钻具托压现象。钻具托压现象会导致钻压传递效率低，钻头无法获得足够的真实有效的钻压，进而降低滑动钻进机械的钻速。
目前，主要是通过在钻井液中添加润滑剂和使用振荡减阻工具等方式降低滑动钻进过程中钻柱与井眼之间的摩擦阻力，缓解滑动钻进托压问题。这些方法只能是在摩阻较小的情况起到一定的缓解定向井滑动钻进托压的效果。随着裸眼段延伸，摩擦阻力的不断增加，摩擦阻力增加到一定程度，这些单一的方法就无法有效缓解定向井滑动钻进托压问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种有效缓解定向井滑动钻进托压问题的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，包括依次连接的钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、减震推力器、螺杆和钻头。
进一步地，钻杆的长度保持与定向井井眼的深度减去水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、减震推力器、螺杆以及钻头的长度之和一致。
进一步地，加重钻杆的长度为150～240m。
进一步地，随钻测量系统包括无磁钻铤、定向短节和内部设置有随钻测量仪器测量短节。
进一步地，减震推力器至少包括一级活塞且可选择性地包括与一级活塞串联连接的二级活塞或与一级活塞串联连接的三级活塞。
进一步地，螺杆前端具有用于调整定向井井斜角和方位角的弯角，螺杆的弯角角度范围为1.25°～1.75°。
与现有技术相比，该缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合能够有效降低滑动钻进钻柱与井壁之间的摩阻，有效缓解托压，稳定工具面，为钻头提供稳定有效的钻压，大幅提高滑动钻进机械钻速；减少钻柱托压释放，降低托压释放憋钻井泵、憋螺杆的风险，为定向井滑动钻进缓解托压提供一种行之有效的方法。
附图说明
图1为本实用新型的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
如图1所示，该缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合包括依次连接的钻杆1、水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测量系统4、减震推力器5、螺杆6和钻头7，具体地，
钻杆1的长度保持与定向井井眼的深度减去水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测量系统4、减震推力器5、螺杆6以及钻头7的长度之和一致；当钻井深度增加时，钻杆的长度随着钻进深度的增加不断加长；
水力振荡器2通过自身产生的轴向振动使定向井滑动钻进过程中钻柱与井壁之间的静摩阻变为动摩阻，大幅度降低滑动钻进过程中的摩阻，有效缓解滑动钻进托压，稳定工具面，提高滑动钻进钻压传递效率；
加重钻杆3的长度为150～240m，用来给钻头施加钻压；
随钻测量系统4用于测量井眼的井斜角和方位角，包括无磁钻铤、定向短节和内部设置有随钻测量仪器测量短节；
减震推力器5至少包括一级活塞且可选择性地包括与一级活塞串联连接的二级活塞或与一级活塞串联连接的三级活塞；减震推力器5通过利用螺杆6和钻头7处产生的压降，产生一定的推力值，为钻头7提供恒定有效的钻压；其中，减震推力5有一级、二级、三级活塞三种，在入井之前根据定向井滑动钻进所需钻压值的大小计算减震推力器5活塞级数选择符合的活塞或组合方式；
螺杆6通过钻井液产生高速旋转带动钻头7破碎岩石；在螺杆6前端具有用于调整定向井井斜角和方位角的弯角，螺杆6的弯角角度范围为1.25°～1.75°；
钻头7是用来切削、破碎岩石的核心工具，其内部有水眼，使钻井液流经钻头7时会产生一定的压降。
该缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合的工作原理：
水力振荡器2自身产生的轴向振动使定向井滑动钻进过程中钻柱与井壁之间的静摩阻变为动摩阻，大幅度降低滑动钻进过程中的摩阻，有效缓解滑动钻进托压，稳定工具面，提高滑动钻进钻压传递效率，所述钻头的内部安装有水眼，钻井液流经钻头时，在钻头内产生一定的压降，减震推力器5通过利用螺杆6和钻头7处产生的压降，对钻头产生一定的推力值，推力作用到减震推力5的活塞上使活塞推动钻头前进，为钻头7提供恒定有效的钻压，实现定向井滑动钻进；螺杆6是通过钻井液产生高速旋转的工具，带动钻头7破碎岩石。螺杆6前端有一定的弯角，角度为1.25°～1.75°用来调整定向井井斜角和方位角带动缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合滑动钻进。
该缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合的实施方式：
S1、钻柱组合入井之前，根据减震器钻压计算程序方法，准确计算螺杆6和钻头7的压降值，然后根据定向井滑动钻进所需的钻压值计算所需的减震推力器5的级数，根据工艺需要减震推力器5可选择一级活塞或者二级活塞或者三级活塞装置的三种形式串联连接，减震推力器5至少设置有一级活塞装置；
S2、根据计算所得减震推力器5的级数按照图1组装钻柱组合；
S3、组合钻柱下入到井底，开钻井泵，正常钻进。
本缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合经室内研究和现场使用证明，能够有效降低滑动钻进钻柱与井壁之间的摩擦阻力、有效缓解托压和稳定工具面，为钻头提供稳定有效的钻压、大幅提高滑动钻进机械钻速、减少钻柱托压释放、降低托压释放憋钻井泵和憋螺杆的风险。
Claims (6)
1.一种缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，包括依次连接的钻杆(1)、水力振荡器(2)、加重钻杆(3)、随钻测量系统(4)、减震推力器(5)、螺杆(6)和钻头(7)。
2.根据权利要求1所述的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，钻杆(1)的长度保持与定向井井眼的深度减去水力振荡器(2)、加重钻杆(3)、随钻测量系统(4)、减震推力器(5)、螺杆(6)以及钻头(7)的长度之和一致。
3.根据权利要求1所述的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，加重钻杆(3)的长度为150～240m。
4.根据权利要求1所述的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，随钻测量系统(4)包括无磁钻铤、定向短节和内部设置有随钻测量仪器测量短节。
5.根据权利要求1所述的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，减震推力器(5)至少包括一级活塞且可选择性地包括与一级活塞串联连接的二级活塞或与一级活塞串联连接的三级活塞。
6.根据权利要求1所述的缓解定向井滑动钻进托压的钻柱组合，其特征在于，螺杆(6)前端具有用于调整定向井井斜角和方位角的弯角，螺杆(6)的弯角角度范围为1.25°～1.75°。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111395975A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种适用于油井水平井施工的二开一趟钻钻具组合及其施工方法 |
| CN111749617A (zh) * | 2019-03-27 | 2020-10-09 | 中国石油天然气集团有限公司 | 定向钻井系统及钻井方法 |
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2016
- 2016-06-27 CN CN201620662600.9U patent/CN205778581U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN111395975A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种适用于油井水平井施工的二开一趟钻钻具组合及其施工方法 |
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