CN207017961U - 一种自旋转式井眼清洁工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自旋转式井眼清洁工具，包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头的外壁外设置有旋转清洗器，所述旋转清洗器和所述上接头之间形成环空腔；所述旋转清洗器的上端和下端分别通过滚动轴承与所述上接头和所述下接头的外壁相连接；所述旋转清洗器的内部和所述上接头的外部分别设置有相互配合的涡轮转子叶片和涡轮定子叶片。本实用新型能有效抑制岩屑床的形成，提高井眼清洁效率，减少起下钻次数，缩短钻井作业周期，降低钻井成本，同时也可起到扶正器的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油与天然气钻井井眼清洁技术领域，特别涉及一种自旋转式井眼清洁工具。
背景技术
随着海洋石油的开发，水平井、大位移井钻井技术日臻成熟，但仍有很多技术难点严重影响钻进效率，现场实践和实验研究均表明井斜大于45度后的造斜和水平井段钻井液携带岩屑效率低，岩屑易堆积形成岩屑床，导致钻杆高摩阻、高扭矩、拖压等问题。如何提高关键井段的井眼岩屑清洁效率，是水平井、大位移井亟待解决的核心科学问题，同时也是提高机械钻速和安全钻进的重要技术保障。
针对水平井、大位移井井眼清洁问题，国内主要采用增大钻井液排量、调整钻井液流变性能、短起下钻具来改善。其中钻井液排量、流变性和钻杆转速参数因其他钻进工艺要求而不能仅考虑岩屑床问题，这些参数只能适当调整，所以现场应用最普遍的清洁井眼方法是短起下钻具和长距离倒滑眼作业，但这种方法以牺牲钻进时间为代价，增加钻进成本，并不是从本质上解决这类井型的井眼清洁问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不依靠钻杆可自行转动的井眼清洁工具，可提高钻井过程中井眼清洁效果。
本实用新型所采用的技术方案是：一种自旋转式井眼清洁工具，包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头的外壁外设置有旋转清洗器，所述旋转清洗器和所述上接头之间形成环空腔；所述旋转清洗器的上端和下端分别通过滚动轴承与所述上接头和所述下接头的外壁相连接；所述旋转清洗器的内部和所述上接头的外部分别设置有相互配合的涡轮转子叶片和涡轮定子叶片。
所述上接头的侧壁上沿圆周方向设置有分流孔和合流孔，所述分流孔和所述合流孔的两端分别与所述上接头的内部流道和所述环空腔相连通，所述上接头的内部流道上、位于所述分流孔和所述合流孔之间并靠近所述分流孔的位置设置有分流喷嘴。
所述旋转清洗器的外部设置有V型槽刀翼。
所述旋转清洗器与所述上接头之间设置有动密封圈；所述旋转清洗器和所述下接头之间设置有动密封圈。
所述分流喷嘴为圆环柱体结构，其内径小于所述上接头内径。
本实用新型的有益效果是：本实用新型自旋转式井眼清洁工具，可直接与钻杆连接。在钻井液循环过程中，内部流体在上接头内部的分流喷嘴处分流，部分流体流入上接头与旋转清洗器间的环空腔中，液体流经位于上接头上的涡轮定子叶片后，流向发生改变，进而冲刷位于旋转清洗器内的涡轮转子，推动旋转清洗器旋转。环空钻井液在旋转清洗器外部V型槽刀翼旋转作用下获得周向诱导速度形成螺旋流，使沉积在井眼低边的岩屑重新启动悬浮，有效抑制岩屑床的形成，提高井眼清洁效率。本实用新型自旋转式井眼清洁工具也可以起到扶正器的作用。本实用新型自旋转式井眼清洁工具使用方便，不受钻进方式限制，提高了作业效率，降低了钻井作业风险。
附图说明
图1：本实用新型剖面结构示意图；
图2：本实用新型外部结构示意图；
图3：本实用新型上接头外部结构示意图；
图4：本实用新型单片涡轮定子叶片结构示意图；
图5：本实用新型旋转清洗器内部结构示意图；
图6：本实用新型单片涡轮转子叶片结构示意图。
附图标注：1、上接头；2、分流喷嘴；3、旋转清洗器；4、动密封圈；5、滚动轴承；6、下接头；7、涡轮转子叶片；8、涡轮定子叶片；9、分流孔；10、合流孔；11、环空腔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如附图1至图6所示，一种自旋转式井眼清洁工具，包括相互螺纹连接的上接头1和下接头6，所述上接头1上设置有用于与钻杆连接的母扣，所述下接头6上设置有用于与钻杆连接的公扣。
所述上接头1的侧壁上沿圆周方向设置有分流孔9和合流孔10，所述分流孔9和所述合流孔10的两端分别与所述上接头1的内部流道以及下述上接头1和旋转清洗器3之间的环空腔11相连通，所述上接头1的内部流道上、位于所述分流孔9和所述合流孔10之间并靠近所述分流孔9的位置设置有分流喷嘴2，所述分流喷嘴2为圆环柱体结构，其内径小于所述上接头1内径；所述上接头1的外部设置有与下述旋转清洗器3内部的涡轮转子叶片7相配合的涡轮定子叶片8。
所述上接头1的外壁外设置有旋转清洗器3，所述旋转清洗器3和所述上接头1之间形成环空腔11。所述旋转清洗器3的上端和下端分别通过滚动轴承5与所述上接头1和所述下接头6的外壁相连接；所述旋转清洗器3与所述上接头1之间设置有动密封圈4，所述旋转清洗器3和所述下接头6之间设置有动密封圈4。所述旋转清洗器3的外部设置有V型槽刀翼，内部设置有与所述上接头1外部的涡轮定子叶片8相配合的涡轮转子叶片7。
本实用新型自旋转式井眼清洁工具通过上接头1的母扣和下接头6的公扣直接与钻杆连接。在钻井液循环过程中，内部流体在上接头1内部的分流喷嘴2处分流，部分流体流入上接头1与旋转清洗器3之间的环空腔11中，液体流经位于上接头1上的涡轮定子叶片8后，流向发生改变，进而冲刷位于旋转清洗器3内的涡轮转子叶片7，推动旋转清洗器3旋转。环空钻井液在旋转清洗器3外部V型槽刀翼旋转作用下获得周向诱导速度形成螺旋流，使沉积在井眼低边的岩屑重新启动悬浮，岩屑随上返的钻井液再次运移被携带至地面，能有效清洁岩屑，抑制岩屑床的形成，提高井眼清洁效率。本实用新型自旋转式井眼清洁工具也可以起到扶正器的作用。该工具使用方便，不受钻进方式限制，提高了作业效率，降低了钻井作业风险。
尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (5)
1.一种自旋转式井眼清洁工具，其特征在于，包括相互连接的上接头和下接头，所述上接头的外壁外设置有旋转清洗器，所述旋转清洗器和所述上接头之间形成环空腔；所述旋转清洗器的上端和下端分别通过滚动轴承与所述上接头和所述下接头的外壁相连接；所述旋转清洗器的内部和所述上接头的外部分别设置有相互配合的涡轮转子叶片和涡轮定子叶片。
2.根据权利要求1所述的一种自旋转式井眼清洁工具，其特征在于，所述上接头的侧壁上沿圆周方向设置有分流孔和合流孔，所述分流孔和所述合流孔的两端分别与所述上接头的内部流道和所述环空腔相连通，所述上接头的内部流道上、位于所述分流孔和所述合流孔之间并靠近所述分流孔的位置设置有分流喷嘴。
3.根据权利要求1所述的一种自旋转式井眼清洁工具，其特征在于，所述旋转清洗器的外部设置有V型槽刀翼。
4.根据权利要求1所述的一种自旋转式井眼清洁工具，其特征在于，所述旋转清洗器与所述上接头之间设置有动密封圈；所述旋转清洗器和所述下接头之间设置有动密封圈。
5.根据权利要求2所述的一种自旋转式井眼清洁工具，其特征在于，所述分流喷嘴为圆环柱体结构，其内径小于所述上接头内径。
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