CN213234946U - 一种随钻微扩眼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随钻微扩眼器，涉及钻井设备技术领域，包括钻具本体和设于钻具本体两头的钻具接头，钻具本体中部沿轴向分布设有两组螺旋刀翼，每组螺旋刀翼包括两个主刀翼和两个副刀翼，主刀翼的高度高于副刀翼，形成偏心螺旋刀翼结构，两个主刀翼和两个副刀翼依次周向均匀设置在钻具本体上,四个刀翼呈等距径向分布在钻具本体上，主刀翼靠近主刀翼,副刀翼靠近副刀翼；钻具本体上设置有穿透钻具本体的水眼,水眼设置在螺旋刀翼的根部，且水眼位于每一组螺旋刀翼的两个主刀翼之间的位置。本实用新型在钻具本体上设计了水眼，使得不光能够方便清洗，同时在在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

Description

一种随钻微扩眼器

技术领域

本实用新型涉及钻井设备技术领域，确切地说涉及一种随钻微扩眼器。

背景技术

微扩眼是是相对于常规扩眼技术而言的，常规扩眼的井径扩大率一般在18%以上，微扩眼的井径扩大率定义为8%以内。其应用主要有两个方面：一是在存煤、盐膏、软泥岩、页岩等蠕变膨胀性地层的钻进过程中，形成的井眼会随着时间的推移快速或逐渐变小，轻者会导致起下钻异常困难，重者则会造成卡钻故障，一旦发生必然造成钻井作业周期的延长以及成本费用的大幅度增加；二是在大位移井水平井段的钻进过程中，随着井深的增加，尽管地层破裂压力已基本保持恒定，但环空循环压耗与ECD却在不断增加，当位移足够大时，ECD则可能超过地层的破裂压力，引发井漏。

尽管目前国内外多家公司已经成功研制出了各种各样的随钻扩眼工具，但普遍存在结构复杂、依赖钻压或液压等问题。

公开号为CN204200083U，公开日为2015年3月11日的中国专利文献公开了一种钻柱式随钻微扩眼工具，包括上端螺纹、倒划眼刀翼、本体、扩眼刀翼、下端螺纹。工具上端螺纹可实现与上部钻杆的直接连接；下端螺纹可实现与下部钻杆的直接连接；扩眼刀翼与倒划眼刀翼均为偏心设置，在钻柱非旋转状态下可以顺利通过尺寸相对小的井眼段；在钻进过程中扩眼刀翼负责钻柱的随钻微扩眼，在起钻遇阻时扩眼刀翼负责钻柱的倒划眼。工具结构简单，安全可靠，可应用于各种各样的水平井、大位移井以及存在蠕变缩径地层复杂井钻井施工。

但是，以上述专利文献为代表的现有技术，在实际使用过程中，一方面钻具本身不便于清洗，同时，在钻井液循环过程中，不利于井底携沙。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种随钻微扩眼器，本实用新型在钻具本体上设计了水眼，使得不光能够方便清洗，同时在在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种随钻微扩眼器，包括钻具本体和设于钻具本体两头的钻具接头一和钻具接头二，其特征在于：所述钻具本体中部沿轴向分布设有两组螺旋刀翼，每组螺旋刀翼包括两个主刀翼和两个副刀翼，所述主刀翼的高度高于副刀翼，形成偏心螺旋刀翼结构，所述两个主刀翼和两个副刀翼依次周向均匀设置在钻具本体上, 四个刀翼呈等距径向分布在钻具本体上，所述主刀翼靠近主刀翼,所述副刀翼靠近副刀翼；第一组螺旋刀翼与第二组螺旋刀翼沿钻具本体的径向方向对称设置，且第一组的螺旋刀翼的根部与第二组螺旋刀翼的根部相背离设置，第一组螺旋刀翼与第二组螺旋刀翼的螺旋方向相反；所述钻具本体上设置有穿透钻具本体的水眼,所述水眼设置在螺旋刀翼的根部，且所述水眼位于每一组螺旋刀翼的两个主刀翼之间的位置。水眼可以在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

进一步的，所述每个主刀翼和副刀翼上均安装PDC切削齿和保径复合片。

进一步的，所述保径复合片的材质选择柱状碳化钨硬质合金。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本实用新型是一种具有偏心结构的扩眼工具，可确保工具在不转动的情况下起下顺利，在转动的情况下可扩出比工具本身直径略微大一些的井眼，最大限度地减轻或消除井下微狗腿、微台阶，有利于测井仪器进出井眼顺利，提高电测一次成功率，工具采用上、下两组螺旋扩眼刀翼，下刀翼组负责钻进期间的随钻扩眼或下钻过程中的正划眼，上刀翼组负责起钻过程中的倒划眼，上、下两组螺旋扩眼刀翼旋向相反，以实现工具工作期间的自主力平衡，减少划眼时间与通井次数，提高起下钻的安全性，尤其有利于防止发生键槽卡钻。水眼的设置可以在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

2、本实用新型中，所述本随钻微扩眼器采用整料铣削加工，工具整体无活动部件、无焊接部件，确保工具的井下工作安全性。

3、本实用新型中，同时在两个主刀翼的根部之间设有水眼，且水眼设置位于每一组螺旋刀翼的两个主刀翼之间的位置，使得水眼在钻井液循环过程中，更有利于形成射流，对岩屑床更具有破坏作用，更有利于井底携沙。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的右视图；

图4是本发明的刀翼的尺寸示意图；

附图标记：1、钻具接头一；2、主刀翼；3、副刀翼；4、钻具本体；5、水眼；6、PDC切削齿；7、保径复合片；8、钻具接头二；9、第一组螺旋刀翼；10、第二组螺旋刀翼。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

作为本实用新型的最佳实施方式，其公开了一种随钻微扩眼器，包括钻具本体4和钻具本体4两头的钻具接头，钻具本体4中部沿轴向分布设有两组螺旋刀翼，每组螺旋刀翼包括两个主刀翼2和两个副刀翼3，所述主刀翼2的高度高于副刀翼3，形成偏心螺旋刀翼结构，所述两组螺旋刀翼轴向对称设置，所述螺旋刀翼的根部、钻具本体4上设置有穿透钻具本体4的水眼5。

进一步地，所述螺旋刀翼包括两个主刀翼2和两个副刀翼3，所述主刀翼2的高度高于副刀翼3，每个刀翼上安装PDC切削齿6和保径复合片7，所述保径复合片7的材质选择柱状碳化钨硬质合金。

进一步地，两个主刀翼2和两个副刀翼3依次周向均匀设置在钻具本体4上，即4个刀翼呈等距径向分布在钻具本体4上，所述主刀翼2靠近主刀翼2，所述副刀翼3靠近副刀翼3。

进一步地，所述水眼5设置在主刀翼2根部且在每一组螺旋刀翼的两个主刀翼2之间，所述水眼5可以在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

进一步地,所述副刀翼3沿钻具本体4径向对称设置，即刀翼都是螺旋式结构，所以在布置刀翼时由于采用的是螺旋式结构，故副刀翼3的沿顺时针方向时，左视图中的副刀翼3的边长不等。

进一步地，所述本随钻微扩眼器采用整料铣削加工，工具整体无活动部件、无焊接部件，确保工具的井下工作安全性。

工作原理：本随钻微扩眼器设计原理类似于常规的偏心钻头设计，采用的是螺旋式刀翼，所述一组螺旋式刀翼包括两个主刀翼2和两个副刀翼3，主刀翼2的高度比副刀翼3的高度高，使得本随钻微扩眼器形成了一种微偏心式结构，可确保工具在不转动的情况下起下顺利，在转动的情况下可扩出比工具本身直径略微大一些的井眼，工具采用上下两组上下反方向的螺旋式刀翼，上、下两组螺旋式刀翼结构可实现正划眼或倒划眼，提高起下钻的安全性，尤其有利于防止发生键槽卡钻接在钻柱中，可实现边钻边扩眼，可确保随钻微扩眼器顺利起出井眼，同时在两个主刀翼2的根部之间设有水眼5，水眼5在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙。

实施例2

本例为本实用新型的具体应用实例，如图1到4所示，在井眼为8-1/2寸（215.9mm）使用, 一般扩大 10mm 左右即可满足要求，因此设计的一种随钻微扩眼器，包括钻具本体4和钻具本体4两头的钻具接头一1和钻具接头二8，所述螺旋刀翼的根部、钻具本体4上设置有穿透钻具本体4的水眼5,钻具本体4偏心距为20mm,钻具本体4直径为165mm,所述钻具本体4中部沿轴向分布设有两组螺旋刀翼，刀翼形成螺旋式结构，所述螺旋刀翼包括两个主刀翼2和两个副刀翼3，所述主刀翼2高度为38mm，宽度为42mm，所述两个副刀翼3沿钻具本体4径向对称设置，即刀翼都是螺旋式结构，所以在布置刀翼时由于采用的是螺旋式结构，故副刀翼3的沿顺时针方向时，一个副刀翼3高度20.46mm,另一个副刀翼3高度为15.89mm，宽度均为32mm,所述每个刀翼上安装PDC切削齿6和保径复合片7，所述两组主刀翼2和两组副刀翼3依次周向均匀设置在钻具本体4上，即4个刀翼呈等距径向分布在钻具本体4上,所述两组螺旋刀翼轴向对称设置，刀翼均匀布置,所述水眼5设置在两组主刀翼2根部且在两组主刀翼2之间。

工作原理：本随钻微扩眼器设计原理类似于常规的偏心钻头设计，采用的是螺旋式刀翼，所述一组螺旋式刀翼包括两个主刀翼2和两个副刀翼3，主刀翼2的高度比副刀翼3的高度高，使得本随钻微扩眼器形成了一种微偏心式结构，可确保工具在不转动的情况下起下顺利，在转动的情况下可扩出比工具本身直径略微大一些的井眼，工具采用上下两组上下反方向的螺旋式刀翼，上、下两组螺旋式刀翼结构可实现正划眼或倒划眼，提高起下钻的安全性，尤其有利于防止发生键槽卡钻接在钻柱中，可实现边钻边扩眼，可确保随钻微扩眼器顺利起出井眼，同时在两个主刀翼2的根部之间设有水眼5，水眼5在钻井液循环过程中，形成射流，对岩屑床具有破坏作用，有利于井底携沙，使用过程中起下钻顺利，电测能够一次到底，下套管顺利，所测扩后直接为226mm。

本实用新型所制备的随钻微扩眼器先后在胜利、南阳、克拉玛依、滇黔桂、冀东油田和中海油天津分公司等共应用 1100 井次；应用后起下钻、电测、下套管等作业一次安全顺利。应用随钻微扩眼器与邻井相比较，平均每口井节约 1.5 天时间。

Claims (3)

1.一种随钻微扩眼器，包括钻具本体（4）和设于钻具本体（4）两头的钻具接头一（1）和钻具接头二（8），其特征在于：所述钻具本体（4）中部沿轴向分布设有两组螺旋刀翼，每组螺旋刀翼包括两个主刀翼（2）和两个副刀翼（3），所述主刀翼（2）的高度高于副刀翼（3），形成偏心螺旋刀翼结构，所述两个主刀翼（2）和两个副刀翼（3）依次周向均匀设置在钻具本体（4）上, 四个刀翼呈等距径向分布在钻具本体（4）上，所述主刀翼（2）靠近主刀翼（2）,所述副刀翼（3）靠近副刀翼（3）；第一组螺旋刀翼（9）与第二组螺旋刀翼（10）沿钻具本体（4）的径向方向对称设置，且第一组的螺旋刀翼的根部与第二组螺旋刀翼（10）的根部相背离设置，第一组螺旋刀翼（9）与第二组螺旋刀翼（10）的螺旋方向相反；所述钻具本体（4）上设置有穿透钻具本体（4）的水眼（5）,所述水眼（5）设置在螺旋刀翼的根部，且所述水眼（5）位于每一组螺旋刀翼的两个主刀翼（2）之间的位置。

2.根据权利要求1所述的一种随钻微扩眼器，其特征在于：所述每个主刀翼（2）和副刀翼（3）上均安装PDC切削齿（6）和保径复合片（7）。

3.根据权利要求2所述的一种随钻微扩眼器，其特征在于：所述保径复合片（7）的材质选择柱状碳化钨硬质合金。

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