CN214498914U - 一种有助于减小定向钻井托压现象的工具 - Google Patents

一种有助于减小定向钻井托压现象的工具 Download PDF

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李维均
刘琴
张雅丽
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Abstract

本实用新型提供了一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,属于石油天然气钻探工具技术领域。包括第一连接体、第二连接体和旋转体,其中,第一连接体的一端内部设置有母锥螺纹,第一连接体上开设有第一销孔,第一销孔内插接有第一旋转销。第二连接体的一端端部设置有公锥螺纹,第二连接体上开设有第二销孔,第二销孔内插接有第二旋转销。第一连接体和第二连接体分别套接在旋转体的两端端部,旋转体的两侧均开设有旋转环槽,第一旋转销和第二旋转销均插接在旋转环槽内,旋转体的外侧设置有螺旋刮块,旋转体的内部设置有螺旋叶片。有效减小岩屑床对钻柱产生的粘滞阻力,从而减小钻柱托压现象,提高了钻井效率,降低钻井成本。

Description

一种有助于减小定向钻井托压现象的工具
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻探工具技术领域,具体而言,涉及一种有助于减小定向钻井托压现象的工具。
背景技术
定向井在石油天然气钻探中已经越来越重要,特别是水平井(大位移井)已经成为提高石油天然气开采效益的重要手段。在定向井中,特别是水平井、大位移井中,容易堆积岩屑形成岩屑床,岩屑床对钻柱产生很大的粘滞阻力,加剧了托压现象的发生。托压现象已然成为高效钻井的重要阻碍。为了有效减小在定向井钻进中的托压现象,现有较多的工具用以解决托压问题,如水力振荡器、Weatherford大位移井减阻减扭工具等。但现有的减小托压的工具在钻进过程中依然会受到岩屑床的粘滞阻力,还不能更好的克服粘滞阻力而发挥更大防托压作用。
实用新型内容
为了弥补以上不足,本实用新型提供了一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,旨在改善现有的减小托压的工具在钻进过程中依然会受到岩屑床的粘滞阻力,还不能更好的克服粘滞阻力而发挥更大防托压作用的问题。
本实用新型是这样实现的:本实用新型提供一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,包括第一连接体、第二连接体和旋转体,其中,第一连接体和第二连接体分别设置于所述旋转体的两端端部。
所述第一连接体的一端内部设置有母锥螺纹,所述第一连接体上开设有至少一个第一销孔,所述第一销孔内插接有第一旋转销。
所述第二连接体的一端端部设置有公锥螺纹,所述第二连接体上开设有至少一个第二销孔,所述第二销孔内插接有第二旋转销。
所述第一连接体和所述第二连接体分别套接在所述旋转体的两端端部,所述旋转体的两端均开设有旋转环槽,所述第一旋转销和所述第二旋转销均通过销孔插接在所述旋转环槽内,所述旋转体的外侧设置有螺旋刮块,所述旋转体的内部设置有螺旋叶片。
在本实用新型的一种实施例中,所述第一连接体上开设有第一储油装置孔,所述第一连接体的内部开设有第一滚珠槽,所述第一滚珠槽连通有第一滚珠注入孔,所述第一储油孔与所述第一滚珠槽连通,所述第一滚珠槽内安装有第一滚珠,所述第二连接体上开设有第二储油装置孔,所述第二连接体的内部开设有第二滚珠槽,所述第二滚珠槽连通有第二滚珠注入孔,所述第二储油孔与所述第二滚珠槽连通,所述第二滚珠槽内安装有第二滚珠。
在本实用新型的一种实施例中,所述第一连接体上开设有第一过压孔,所述第一过压孔与所述第一储油装置孔连通,所述第二连接体上开设有第二过压孔,所述第二过压孔与所述第二储油装置孔连通。
在本实用新型的一种实施例中,所述第一储油孔内安装有第一储油囊,所述第一滚珠注入孔内固定有第一堵塞,所述第二储油孔内安装有第二储油囊,所述第二滚珠注入孔内固定有第二堵塞。
在本实用新型的一种实施例中,所述第一连接体的内部开设有第一密封槽,所述第一密封槽内安装有第一密封圈,所述第二连接体的内部开设有第二密封槽,所述第二密封槽内安装有第二密封圈。
在本实用新型的一种实施例中,所述螺旋刮块的径向距离大于所述第一连接体和所述第二连接体的直径,但略小于或等于井筒直径。
在本实用新型的一种实施例中,所述旋转体的内孔与外圆柱面偏心设置,在钻柱旋转过程中还可以带动钻柱振动,可更有效地减小钻柱托压现象。
在本实用新型的一种实施例中,所述螺旋刮块一体成型于所述旋转体上或通过焊接等方式固定于所述旋转体上。
在本实用新型的一种实施例中,所述螺旋叶片通过焊接或铆接固定安装于所述旋转体的内部。
在本实用新型的一种实施例中,所述螺旋刮块上分布有防泥包部或牙齿,所述防泥包部为凹坑或凸包,所述牙齿为PDC齿或聚晶金刚石齿。
本实用新型的有益效果是:本实用新型通过上述设计得到的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,旋转体内部的螺旋叶片受到钻柱内上部钻井液的冲击作用后产生驱动力,从而驱动旋转体有效旋转,旋转体上的螺旋刮块随之转动,从而对井底上的岩屑进行刮切,有效搅散沉积岩屑,使岩屑随钻井液上返至地面,以有效减小岩屑床对钻柱产生的粘滞阻力,从而减小钻柱托压现象,提高了钻井效率,降低钻井成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型实施方式提供的整体立体结构示意图;
图2为本实用新型实施方式提供的整体内部结构示意图一;
图3为本实用新型实施方式提供的第一连接体结构示意图;
图4为本实用新型实施方式提供的第二连接体结构示意图;
图5为本实用新型实施方式提供的整体内部结构示意图二;
图6为本实用新型实施例2结构示意图;
图7为本实用新型实施例2结构示意图;
图8为本实用新型实施例3结构示意图;
图9为本实用新型实施例4结构示意图;
图10为本实用新型实施例4结构示意图。
图中:100-第一连接体;110-母锥螺纹;120-第一销孔;130-第一旋转销;140-第一密封槽;141-第一密封圈;150-第一储油孔;151-第一过压孔;152-第一储油囊;160-第一滚珠槽;161-第一滚珠;170-第一滚珠注入孔;171-第一堵塞;200-第二连接体;210-公锥螺纹;220-第二销孔;230-第二旋转销;240-第二密封槽;241-第二密封圈;250-第二储油孔;251-第二过压孔;252-第二储油囊;260-第二滚珠槽;261-第二滚珠;270-第二滚珠注入孔;271-第二堵塞;300-旋转体;310-螺旋刮块;311-防泥包部;312-牙齿;320-螺旋叶片;330-旋转环槽。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,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方式,都属于本实用新型保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式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方式。基于本实用新型中的实施方式,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方式,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。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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,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设备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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
请参阅图1,本实用新型提供一种技术方案:一种有助于减小定向钻井托压的工具,包括第一连接体100、第二连接体200和旋转体300,其中,第一连接体100和第二连接体200分别设置于旋转体300的两端端部。
请参阅图2、图3和图4所示,第一连接体100的一端内部设置有母锥螺纹110,第一连接体100上开设有第一销孔120,第一销孔120内插接有第一旋转销130。第二连接体200的一端端部设置有公锥螺纹210,第二连接体200上开设有第二销孔220,第二销孔220内插接有第二旋转销230。第一连接体100和第二连接体200分别套接在旋转体300的两端端部,旋转体300的两侧均开设有旋转环槽330,第一旋转销130和第二旋转销230均插接在旋转环槽330内,构成转动副为旋转体300提供旋转连接结构,旋转体300的外侧设置有螺旋刮块310,旋转体300的内部设置有螺旋叶片320。具体的,螺旋刮块310一体成型于旋转体300上或通过焊接等方式固定于旋转体300上,螺旋叶片320通过焊接或铆接固定安装于旋转体300的内部。第一连接体100和第二连接体200上分别设置有可与其他钻具(如钻柱、钻铤、水力振荡器等)连接的母锥螺纹110和公锥螺纹210用于带动工具的旋转运动。
请参阅图2、图3和图4,另外,在本实用新型的一种实施例中,第一连接体100的内部开设有第一密封槽140,第一密封槽140内安装有第一密封圈141,第二连接体200的内部开设有第二密封槽240,第二密封槽240内安装有第二密封圈241。旋转体300与第一连接体100和第二连接体200形成的转动连接副两端分别设有第一密封圈141和第二密封圈241,安装在第一连接体100和第二连接体200上的第一密封槽140和第二密封槽240内,用以防止钻井液进入转动连接副影响旋转体300的正常转动。
实施例2
请参阅图5、图6和图7,在具体设置时,第一连接体100上开设有第一储油装置孔150,第一连接体100的内部开设有第一滚珠槽160,第一滚珠槽160连通有第一滚珠注入孔170,第一储油装置孔150与第一滚珠槽160连通,第一滚珠槽160内安装有第一滚珠161,第二连接体200上开设有第二储油装置孔250,第二连接体200的内部开设有第二滚珠槽260,第二滚珠槽260连通有第二滚珠注入孔270,第二储油装置孔250与第二滚珠槽260连通,第二滚珠槽260内安装有第二滚珠261。使第一连接体100与旋转体300之间,第二连接体200与旋转体300之间形成轴承副,进而通过轴承副实现转动连接,使旋转体300更易转动,搅散岩屑功能更加明显。
请参阅图6和图7,另外,第一连接体100上开设有第一过压孔151,第一过压孔151与第一储油装置孔150连通,第二连接体200上开设有第二过压孔251,第二过压孔251与第二储油装置孔250连通,第一储油装置孔150和第二储油装置孔250为第一滚珠161和第二滚珠261提供润滑油,保证滚珠正常滚动以及轴承副的正常工作,第一过压孔151和第二过压孔251之作用在于当滚珠轴承副中润滑油消耗后通过两端压力差挤压储油囊为滚珠轴承副提供润滑油。同时,在第一滚珠注入孔170内固定有第一堵塞171,第二滚珠注入孔270内固定有第二堵塞271,防止在工作过程中滚珠从孔内落出。
实施例3
请参阅图8,螺旋刮块310的径向距离大于第一连接体100和第二连接体200的直径但略小于或等于井筒直径,而且旋转体300的内孔与外圆柱面偏心设置。在钻进过程中可使钻柱产生振动,更有利于减小钻井过程中的托压现象。
实施例4
请参阅图9和图10,螺旋刮块310上分布有防泥包部311或牙齿312,防泥包部311为凹坑或凸包,牙齿312为PDC齿或聚晶金刚石齿。凹坑或凸包可均匀排列布置,也可乱序布置,可有效减小泥浆包裹螺旋刮块310的概率,防止岩屑堆积形成泥包。牙齿312的设置有效增强了螺旋刮块310刮切搅散岩屑床的能力,提高效率。
具体的,该有助于减小定向钻井托压的工具的工作原理:本实用新型通过上述设计得到的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,第一连接体100和第二连接体200与旋转体300之间通过至少1个第一旋转销130和第二旋转销230与旋转环槽330的配合形成转动连接,旋转体300可自由在第一连接体100和第二连接体200之间作绕轴线的自由转动,且在旋转体300与第一连接体100和第二连接体200形成的转动连接副两端分别设有第一密封圈141和第二密封圈241,安装在第一连接体100和第二连接体200上的第一密封槽140和第二密封槽240内,用以防止钻井液进入转动连接副影响旋转体300的正常转动;
第一连接体100和第二连接体200上分别设置有可与其他钻具(如钻柱、钻铤、水力振荡器等)连接的母锥螺纹110和公锥螺纹210用于带动工具的旋转运动;
工具工作时,旋转体300内部的螺旋叶片320受到钻柱内上部钻井液的冲击作用后产生驱动力,从而驱动旋转体300有效旋转,旋转体300上的螺旋刮块310随之转动,从而对井底上的岩屑进行刮切,有效搅散沉积岩屑,使岩屑随钻井液上返至地面,以有效减小岩屑床对钻柱产生的粘滞阻力,从而减小钻柱托压现象,提高了钻井效率,降低钻井成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,包括
第一连接体(100),所述第一连接体(100)的一端内部设置有母锥螺纹(110),所述第一连接体(100)上开设有至少一个第一销孔(120),所述第一销孔(120)内插接有第一旋转销(130);
第二连接体(200),所述第二连接体(200)的一端端部设置有公锥螺纹(210),所述第二连接体(200)上开设有至少一个第二销孔(220),所述第二销孔(220)内插接有第二旋转销(230);
旋转体(300),所述第一连接体(100)和所述第二连接体(200)分别套接在所述旋转体(300)的两端端部,所述旋转体(300)的两端均开设有旋转环槽(330),所述第一旋转销(130)和所述第二旋转销(230)均插接在所述旋转环槽(330)内,所述旋转体(300)的外侧设置有至少一个螺旋刮块(310),所述旋转体(300)的内部设置有至少一个螺旋叶片(320)。
2.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述第一连接体(100)上开设有第一储油装置孔(150),所述第一连接体(100)的内部开设有第一滚珠槽(160),所述第一滚珠槽(160)连通有第一滚珠注入孔(170),所述第一储油装置孔(150)与所述第一滚珠槽(160)连通,所述第一滚珠槽(160)内安装有第一滚珠(161),所述第二连接体(200)上开设有第二储油装置孔(250),所述第二连接体(200)的内部开设有第二滚珠槽(260),所述第二滚珠槽(260)连通有第二滚珠注入孔(270),所述第二储油装置孔(250)与所述第二滚珠槽(260)连通,所述第二滚珠槽(260)内安装有第二滚珠(261)。
3.根据权利要求2所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述第一连接体(100)上开设有第一过压孔(151),所述第一过压孔(151)与所述第一储油装置孔(150)连通,所述第二连接体(200)上开设有第二过压孔(251),所述第二过压孔(251)与所述第二储油装置孔(250)连通。
4.根据权利要求2所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述第一储油装置孔(150)内安装有第一储油囊(152),所述第一滚珠注入孔(170)内固定有第一堵塞(171),所述第二储油装置孔(250)内安装有第二储油囊(252),所述第二滚珠注入孔(270)内固定有第二堵塞(271)。
5.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述第一连接体(100)的内部开设有第一密封槽(140),所述第一密封槽(140)内安装有第一密封圈(141),所述第二连接体(200)的内部开设有第二密封槽(240),所述第二密封槽(240)内安装有第二密封圈(241)。
6.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述螺旋刮块(310)的径向距离大于所述第一连接体(100)和所述第二连接体(200)的直径,但略小于或等于井筒直径。
7.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述旋转体(300)的内孔与外圆柱面偏心设置。
8.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述螺旋刮块(310)一体成型于所述旋转体(300)上或通过焊接方式固定于所述旋转体(300)上。
9.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述螺旋叶片(320)通过焊接或铆接固定安装于所述旋转体(300)的内部。
10.根据权利要求1所述的一种有助于减小定向钻井托压现象的工具,其特征在于,所述螺旋刮块(310)上分布有防泥包部(311)或牙齿(312),所述防泥包部(311)为凹坑或凸包,所述牙齿(312)为PDC齿或聚晶金刚石齿。
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CN112761558A (zh) * 2021-02-05 2021-05-07 王树永 一种直井用环空增速旋流器

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