CN2340890Y

CN2340890Y - 井底减压器

Info

Publication number: CN2340890Y
Application number: CN 98206615
Authority: CN
Inventors: 邓金根
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 1999-09-29
Anticipated expiration: 2008-07-01

Abstract

本实用新型公开了一种井底减压器,包括上接头、杆体、主叶片、从叶片、下接头构成,杆体为一中空的管子,允许钻井液从其内部流过;杆体的上端是上接头;杆体下端是下接头,用于在井底减压器下端连接一个钻头;主叶片为一长的带形,以一定倾角和一定螺距沿着螺旋方向固定到杆体上,在减压器转动过程中能够携带钻井液和钻屑向上移动;以及一个从叶片,所说的从叶片位于主叶片上,在减压器转动时能够携带钻井液。本发明的减压器安装在钻头与钻铤之间,一方面由于减压器随钻柱转动时产生抽吸作用从而减低钻头附近的压差,另一方面降低了钻井成本,节约了能源。

Description

井底减压器

本发明涉及钻井工程领域，特别涉及一种钻井时减少井底压差的井底减压器。

为了开采地下的油气资源，需要利用钻具钻穿地下地层。这些钻具从地面到地下一般依次包括井架、转盘、方钻杆、钻杆、钻铤和钻头。其中钻头对地层进行切削从而钻进井眼。钻头切削地层的同时在井底产生大量的钻屑，为了把这些钻屑清除到地面，在钻进的同时必须通过钻柱内部注入钻井液，这些钻井液从钻头喷出并经过钻柱与地层之间的环形空间返回到地面，从而把钻屑携带到地面。然而，由于使用了钻井液对井底产生一个非常大的液柱压力，例如，对于一个2000米深的井眼，使用密度为1.1g/cm³的钻井液钻井，这样的压力将达到22MPa，在这样的大的压力下，钻头切削下来的钻屑被压持在井底，从而不利于钻屑的清除，极大地降低了钻屑清除效率。

为了解决这个问题，人们通常通过加大钻井液循环的排量和提高钻井液循环的速度，增加对井底的冲击力，从而提高钻屑清除的效率。然而，这种方法由于需要使用大功率的泥浆泵和大功率的柴油机或者电动机，从而需要消耗大量的能源，亦即在提高钻屑清除效率的同时也消耗了大量的能源，从节约能源的角度讲这是非常不经济的。因此迫切需要一种既能降低井底压力，又节约能源的新的钻井装置。

本发明的目的就是提供一种能够降低井底钻头作用面的泥浆柱压力从而提高钻速的井底减压器。

根据本发明的井底减压器，包括上接头、杆体、主叶片、下接头构成，杆体为一中空的管子，允许钻井液从其内部流过；杆体的上端是上接头，用于把井底减压器连接到钻铤的下端；杆体下端是下接头，用于在井底减压器下端连接一个钻头；主叶片为一长的带形，以一定倾角和螺距沿着螺旋方向固定到杆体上，在减压器转动过程中能够携带钻井液和钻屑向上移动；

根据本发明的井底减压器，其中所说的杆体的材料可以为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

根据本发明的井底减压器，其中所说的主叶片的材料可以为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

根据本发明的井底减压器，还包括从叶片，所说的从叶片位于主叶片上，在减压器转动时能够携带钻井液。

根据本发明的井底减压器，其中所说的从叶片的宽度为主叶片螺距的1/10到1/2。

根据本发明的井底减压器，其中所说的从叶片的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

根据本发明的井底减压器，所说的主叶片相对于所说的杆体纵轴轴线的倾角倾角为5度-85度。

根据本发明的井底减压器，所说的主叶片为长的螺旋的带形。

根据本发明的井底减压器，所说的带形的主叶片的宽度为1到20cm。

根据本发明的井底减压器，所说的主叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到杆体上。

根据本发明的井底减压器，所说的从叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到杆体和主叶片上。

把依据本发明的井底减压器安装在钻头与钻铤之间，其作用相对于一个涡轮螺杆减压机构，一方面，在钻柱旋转过程中，由主叶片和从叶片共同作用，携带钻井液向上，依靠井底减压器转动的抽吸作用从而在钻头附近形成“真空”效应，因而减低了钻头附近的压差，有利于钻井液清除在井底的钻屑，提高了钻屑携带效率；另一方面，由于不需要大功率的泥浆泵和柴油机，因而降低了钻井成本，节约了能源。

下面结合附图对依据本发明的一个最佳实施例进行描述，应该指出的是，实施例不应当解释为对本发明的限制，本发明的保护范围由权利要求书来确定。

图1是应用本发明的井底减压器的一个实施例立体图。

图2是应用本发明的井底减压器的另一个实施例的立体图。

如图1所示，该钻柱包括钻头1、井底减压器10和钻铤9，图中6表示井底减压器10与井眼11之间的环形空间，7表示地层，根据本发明的井底减压器10，包括上接头8、杆体3、主叶片4、下接头2构成。上接头8与钻铤9相连接，下接头2与钻头相连接。杆体3为一中空的管子，允许钻井液从其内部流过；杆体的上端是上接头8，用于把井底减压器连接到钻铤的下端；杆体下端是下接头2，用于在井底减压器下端连接一个钻头1；主叶片为一长的带形，以一定倾角a和一定螺距沿着螺旋方向固定到杆体上，在减压器转动过程中能够携带钻井液和钻屑向上移动；所说的主叶片相对于所说的杆体纵轴轴线的倾角倾角a为5度-85度之间，最好在15到70度之间。根据本发明的井底减压器，所说的主叶片为长的螺旋的带形，所说的带形的主叶片的宽度为1到20cm。所说的主叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到杆体上。其中所说的杆体的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。在钻柱沿着图中箭头所示方向转动过程中，主叶片4也沿着箭头所示方向旋转，从而把钻井液向上举升，在井底钻头附近形成一个“真空”效应，从而降低了井底的压差，提高了井底钻屑的清除效率。

图2中各个部件与图1中的基本相同，也包括上接头8、杆体3、主叶片4、下接头2，此外，在主叶片4的边缘上还固定有一个从叶片5，改从叶片5在减压器转动时帮助主叶片4携带钻井液。该从叶片5也为一个带状，与主叶片垂直，沿着螺旋方向固定到主叶片的边缘上。该实施例的井底减压器的减压效果更好。根据本发明的井底减压器，其中所说的从叶片的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。所说的从叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到主叶片上。在钻柱沿着图中箭头所示方向转动过程中，主叶片4沿着箭头所示方向旋转，使得从叶片5也随着主叶片一同旋转，从而协助主叶片4把钻井液向上举升，在井底钻头附近形成一个“真空”效应，从而降低了井底的压差，提高了井底钻屑的清除效率。

Claims

1．一种井底减压器，其特征在于：该减压器包括上接头、杆体、主叶片、从叶片和下接头，杆体为一中空的管子，杆体的上端是上接头，杆体下端是下接头，主叶片以相对于杆体纵轴轴线的一定倾角和一定螺距沿着螺旋方向固定到杆体上。

2．根据权利要求1所说的井底减压器，其特征在于：其中所说的杆体的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

3．根据权利要求1所说的井底减压器，其特征在于：其中所说的主叶片的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

4．根据权利要求1所说的井底减压器，其特征在于：还包括从叶片，所说的从叶片位于主叶片的边缘上，在减压器转动时能够帮助主叶片携带钻井液。

5．根据权利要求4所说的井底减压器，其特征在于：其中所说的从叶片的宽度为主叶片螺距的1/10到1/2。

6．根据权利要求1所说的井底减压器，其特征在于：其中所说的从叶片的材料为铸铁、钢、铝、铜或者硬质合金。

7．根据权利要求1-6中任意一个权利要求所说的井底减压器，其特征在于：所说的主叶片相对于所说的杆体纵轴轴线的倾角倾角为5度-85度。

8．根据权利要求1-6中任意一个权利要求所说的井底减压器，其特征在于：所说的主叶片为长的螺旋的带形。

9．根据权利要求8所说的井底减压器，其特征在于：所说的带形的主叶片的宽度为1到20cm。

10．根据权利要求1-6中任意一个权利要求所说的井底减压器，其特征在于：所说的主叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到杆体上。

11．根据权利要求4到6中任意一个权利要求所说的井底减压器，其特征在于：所说的从叶片是通过焊接、铸造、压力加工或者烧结固定到主叶片上。