CN208184661U - 一种多功能钻柱组合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能钻柱组合结构，从上到下由钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测斜系统、地面可控变径稳定器、螺杆钻具、PDC钻头组成。该钻柱组合能够实现一趟钻造斜、增斜、稳斜、降斜，减少了因更换钻具组合而导致的非生产时间，提高了钻井效率，降低了钻井成本；同时，在起钻和下钻过程中，可以将钻柱组合外径缩至最小，降低了卡钻的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻探领域,特别涉及一种多功能钻柱组合结构。
背景技术
直井、定向井、水平井钻进过程中，一般都需要造斜、稳斜、降斜或局部调整井斜。目前，钻井现场一般采用螺杆钻具+MWD/lWD来控制井眼轨迹。这种钻柱组合，定向过程中滑动托压一般比较严重，导致定向效率低，机械钻速低。一般采用固定棱的稳定器来改变钻具组合特性，来达到微增、微降井斜的目的，这种稳定器在井下外径是一成不变的，要想改变钻具组合的特性，必须起钻更换相应尺寸的稳定器，费时费力；同时这种固定棱稳定器起钻、下钻过程中，由于外径比较大，容易出现卡钻，产生钻井液抽吸或激动，导致溢流或井漏，大大增加井下风险。
因此，非常有必要发明一种新型的多功能钻柱组合，既能实现定向不托压，又能实现局部调整井斜时根据井下实际情况随时调整钻具组合特性，不需要起钻换钻具组合，且起下钻过程中能缩小钻柱外径，降低卡钻、井漏、溢流等井下风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种提高了钻井效率，降低了钻井成本的多功能钻柱组合结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多功能钻柱组合结构，从上到下由钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测斜系统、可控变径稳定器、螺杆钻具、PDC钻头组成。
所述钻杆用来延伸井眼的长度和循环钻井液的通道，钻杆的长度等于井眼的深度减去所述水力振荡器、加重钻杆、随钻测斜系统、可控变径稳定器、螺杆钻具、PDC钻头的长度之和。
所述水力振荡器由脉冲短节和振荡短节组成，上端是振荡短节，下端是脉冲短节。
所述加重钻杆是用来延伸井眼、给钻头施加钻压和提供钻井液循环通道，其长度在150-240m之间。
所述随钻测斜系统是用来测量井眼的井斜角和方位角，包括两根无磁钻铤和测斜短接，测斜短节悬挂在无磁钻铤内部。
所述可控变径稳定器在地面可通过钻井液循环排量遥控外径进行三级变化，不起钻的情况下改变钻具组合特性，外径能够实现214mm、210mm和206mm三级转化。
本实用新型的有益效果是：该钻柱组合能够实现一趟钻造斜、增斜、稳斜、降斜，减少了因更换钻具组合而导致的非生产时间，提高了钻井效率，降低了钻井成本；同时，在起钻和下钻过程中，可以将钻柱组合外径缩至最小，降低了卡钻的风险。
附图说明
图1是本实用新型的多功能钻柱组合结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
如图1所示，本实用新型的多功能钻柱组合结构，从上到下由钻杆1、水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测斜系统4、可控变径稳定器5、螺杆钻具6、PDC钻头7组成。
所述钻杆1用来延伸井眼的长度和循环钻井液的通道，钻杆1的长度等于井眼的深度减去所述水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测斜系统4、可控变径稳定器5、螺杆钻具6、PDC钻头7的长度之和。
所述水力振荡器2由脉冲短节和振荡短节组成，上端是振荡短节，下端是脉冲短节。
所述加重钻杆3是用来延伸井眼、给钻头施加钻压和提供钻井液循环通道，其长度在150-240m之间。
所述随钻测斜系统4是用来测量井眼的井斜角和方位角，包括两根无磁钻铤和测斜短接，测斜短节悬挂在无磁钻铤内部。
所述可控变径稳定器5在地面可通过钻井液循环排量遥控外径进行三级变化，不起钻的情况下改变钻具组合特性，外径能够实现214mm、210mm和206mm三级转化。
具体地说，所述钻杆用来延伸井眼的长度和循环钻井液的通道，其长度由井眼的深度和所述水力振荡器、加重钻杆、随钻测斜系统、可控变径稳定器、螺杆钻具、PDC钻头的长度之和决定。所述水力振荡器由脉冲短节和振荡短节组成，上端是振荡短节，下端是脉冲短节。钻井液流经脉冲短节时，产生压力脉冲，作用于振荡短节上，使振动短节产生高频的轴向震动，进而带动上下的钻柱震动，降低了滑动钻进过程中的摩阻，提高了定向效率。
所述可控变径稳定器主要由外筒、行程转化器、芯轴、复位弹簧、活塞、密封机构、节流机构等组成。在地面可通过钻井液循环排量遥控外径进行三级变化，不起钻的情况下改变钻具组合特性。外径能够实现214mm、210mm和206mm三级转化。
所述螺杆钻具是一种把钻井液的液压能转化为机械能的能量转换装置，由旁通阀、转子、定子、轴承、万向轴、传动轴、防掉装置等组成。另外，为了实现定向功能，即调整定向井井斜角和方位角一般要增加弯接头和端部稳定器。弯接头的角度一般是0.75°～1.75°，端部稳定器的外径一般是210mm。
所述PDC钻头是用来切削、破碎岩石的核心工具，内部装有水眼，钻井流经时会产生一定的压降。
钻杆1、水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测斜系统4、可控变径稳定器5、螺杆钻具6、PDC钻头7均为现有的设备，其结构不再叙述。
按照上述描述连接钻具，此时可控变径稳定器的最大外径为206mm，下钻到井底，开始钻进。
需要大幅度调整井斜时，控制钻井液排量，使可控变径稳定器的最大外径达到206mm，此时利用水力振荡器缓解定向托压功能，提高滑动效率。
需要稳斜钻进时，控制钻井液排量，使可控变径稳定器的最大外径达到210mm，利用螺杆钻具上的端部稳定器和可控变径稳定器作为支点，形成双稳定器稳斜钻具组合，开转盘或顶部驱动装置，利用60-80kN的正常钻压实现稳斜钻进。
需要微增井斜时，控制钻井液排量，使可控变径稳定器的最大外径达到206mm，利用螺杆钻具上的端部稳定器作为支点，形成增斜钻具组合，开转盘或顶部驱动装置，利用80-100kN大钻压实现微增井斜。
需要微降井斜时，控制钻井液排量，使可控变径稳定器的最大外径达到215mm，以可控变径稳定器作为支点，形成钟摆钻降斜具组合，开转盘或顶部驱动装置，利用40-60kN小钻压实现微降井斜。
综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。
Claims (6)
1.一种多功能钻柱组合结构，其特征在于，从上到下由钻杆(1)、水力振荡器(2)、加重钻杆(3)、随钻测斜系统(4)、可控变径稳定器(5)、螺杆钻具(6)、PDC钻头(7)组成。
2.根据权利要求1所述多功能钻柱组合结构，其特征在于，所述钻杆(1)用来延伸井眼的长度和循环钻井液的通道，钻杆(1)的长度等于井眼的深度减去所述水力振荡器(2)、加重钻杆(3)、随钻测斜系统(4)、可控变径稳定器(5)、螺杆钻具(6)、PDC钻头(7)的长度之和。
3.根据权利要求1所述多功能钻柱组合结构，其特征在于，所述水力振荡器(2)由脉冲短节和振荡短节组成，上端是振荡短节，下端是脉冲短节。
4.根据权利要求1所述多功能钻柱组合结构，其特征在于，所述加重钻杆(3)是用来延伸井眼、给钻头施加钻压和提供钻井液循环通道，其长度在150-240m之间。
5.根据权利要求1所述多功能钻柱组合结构，其特征在于，所述随钻测斜系统(4)是用来测量井眼的井斜角和方位角，包括两根无磁钻铤和测斜短接，测斜短节悬挂在无磁钻铤内部。
6.根据权利要求1所述多功能钻柱组合结构，其特征在于，所述可控变径稳定器(5)在地面可通过钻井液循环排量遥控外径进行三级变化，不起钻的情况下改变钻具组合特性，外径能够实现214mm、210mm和206mm三级转化。
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Cited By (1)
| 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 |
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2018
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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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