專利名稱：一種鉆井用井眼清潔工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井的一種鉆井用井眼清潔工具，尤其 適用于鉆水平井、大斜度井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。
背景技術(shù)：
鉆水平井、大斜度井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鉆柱軸線偏離井眼軸線的 現(xiàn)象，并且偏離程度隨井斜角的增大而增大，甚至與井眼低邊接觸，沿著(或逼近)井眼低 邊移動(dòng)或滾動(dòng)，使得環(huán)空鉆井液軸線流動(dòng)速度分量幾乎為零、切向分量自井眼高邊向井眼 低邊遞減直至接近零(鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))或?yàn)榱?鉆具滑動(dòng)時(shí))，這就使得環(huán)空中的巖屑不能 被鉆井液拖拽返向井口，又被碾壓成更細(xì)顆粒壓實(shí)巖屑床，從而加劇鉆井液的粘切效應(yīng)，影 響鉆速。當(dāng)巖屑密度大于鉆井液密度，巖屑趨向沉積于井眼低邊形成巖屑床，井眼低邊環(huán)空 的巖屑床的厚度隨時(shí)間的推移而加厚。最終，加厚了的巖屑床引起鉆具扭矩增加、上下運(yùn)動(dòng) 阻力增加、鉆壓不能全部傳遞給鉆頭而影響鉆進(jìn)。巖屑床使井下測(cè)試工具、測(cè)井儀器工作受 阻，作業(yè)成功率下降，使下套管、固井作業(yè)困難，水泥封固質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起井眼堵塞甚 至引發(fā)卡鉆。隨著大斜度井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)的發(fā)展，巖屑床清除及井眼清潔問(wèn)題這 些年日益受到重視，目前主要有以下的方法在井眼軌跡控制中盡量減小井斜角在30° 60°的斜井段；優(yōu)化鉆井液性能，有效控制鉆井液動(dòng)塑比，提高鉆井液的懸屑、攜屑能力； 控制機(jī)械鉆速，定期或適時(shí)進(jìn)行短起下鉆配以劃眼和適當(dāng)增大泵量循環(huán)。以上方法均不能 高效清除巖屑床，甚至還會(huì)影響鉆井質(zhì)量、速度、成本。故需設(shè)計(jì)一種高效井眼清潔工具。目前，巖屑床破壞及井眼的清潔是鉆井界的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)巖屑床破壞及井眼的清潔 研究起步較晚，且受諸多條件限制，巖屑床破壞和井眼清潔尚存在很多的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提供一種鉆井用井眼清潔工具， 以解決鉆井過(guò)程中的井眼清潔問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具，包括公扣、本體、下過(guò)渡槽、擾流棱、過(guò)流 槽、上過(guò)渡槽和母扣構(gòu)成。所述本體為整體式，其上、下端分別攻有公扣和母扣，用于連接鉆 桿或其它鉆具，所述本體內(nèi)部開有貫通孔，本體上加工有擾流棱、過(guò)流槽、上過(guò)渡槽和下過(guò) 渡槽，本體上可加工上過(guò)渡槽和下過(guò)渡槽，也可不加工；所述擾流棱形狀為直棱、斜直棱、V 形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工有環(huán)形槽，擾流棱進(jìn)行過(guò)渡圓弧 和倒角處理；擾流棱條數(shù)為3 6條。擾流棱表面鑲嵌有硬質(zhì)合金。該鉆井用井眼清潔工 具連接到鉆柱，鉆進(jìn)時(shí)，其下端松動(dòng)巖屑床，經(jīng)擾流棱帶動(dòng)，巖屑由低邊進(jìn)入具有較高流速 的環(huán)空高邊，重新進(jìn)入鉆井液，同時(shí)流道使流體流向發(fā)生改變，產(chǎn)生螺旋流，提高鉆井液攜 帶巖屑的能力。通過(guò)以上機(jī)理，提高鉆井用井眼清潔工具破壞巖屑床、清洗巖屑的能力，進(jìn)
3而提高井身質(zhì)量及機(jī)械鉆速，降低鉆井成本。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1、本實(shí)用新型為整體結(jié)構(gòu)，加工簡(jiǎn)單，使用方便；2、通過(guò)擾流棱來(lái)破壞沉降巖屑床 和改變流體流向，最終達(dá)到清潔井眼的目的；3、強(qiáng)度較高，適應(yīng)性強(qiáng)。
圖1是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖IA-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具直棱擾流槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具V形棱擾流槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具螺旋棱擾流槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具扇形棱擾流槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1公扣，2本體，3下過(guò)渡槽，4擾流棱，5上過(guò)渡槽，6貫通孔，7母扣，8過(guò)流槽， 9環(huán)形槽。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1、圖2所示，一種鉆井用井眼清潔工具，包括公扣1、本體2、下過(guò)渡槽3、擾流 棱4、過(guò)流槽8、上過(guò)渡槽5和母扣7構(gòu)成。本體2為整體式，其上、下端分別攻有公扣1和 母扣7，用于連接鉆桿或其它鉆具，所述本體2內(nèi)部開有貫通孔6，本體上加工有擾流棱4、過(guò) 流槽8、上過(guò)渡槽5和下過(guò)渡槽3，本體上可加工上過(guò)渡槽和下過(guò)渡槽3，也可不加工。所述 擾流棱4形狀為直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工 有環(huán)形槽9，擾流棱4進(jìn)行過(guò)渡圓弧和倒角處理。如圖2所示，擾流棱4為斜棱，兩個(gè)棱之間過(guò)流槽8為圓弧槽。如圖3、圖4、圖5、圖6所示，所述擾流棱4形狀分別為直棱、V形棱、螺旋棱和扇形 棱，擾流棱4條數(shù)為3 6，擾流棱4表面鑲嵌硬質(zhì)合金棱或者敷焊硬質(zhì)合金齒。鉆井過(guò)程中，工具連接在鉆柱上，工具隨著鉆柱一起旋轉(zhuǎn)。該工具周圍的環(huán)空截面 積低于鉆桿本體和鉆桿接頭部位的環(huán)空截面積，鉆井液流速迅速增大，對(duì)工具周圍的巖屑 產(chǎn)生更強(qiáng)烈的沖洗作用；并且鉆井用井眼清潔工具的流道對(duì)鉆井液具有較強(qiáng)的導(dǎo)向作用， 流道的快速旋轉(zhuǎn)也會(huì)引起周圍鉆井液的旋流，進(jìn)一步對(duì)鉆井液增壓，提高流速；鉆井液的旋 流運(yùn)動(dòng)和速度的增加又增強(qiáng)了工具周圍的鉆井液的紊流程度或使鉆井液由層流變成強(qiáng)湍 流，這些都大大提高了鉆井液攜巖和清巖的能力。
權(quán)利要求一種鉆井用井眼清潔工具，包括公扣(1)、本體(2)、下過(guò)渡槽(3)、擾流棱(4)、過(guò)流槽(8)、上過(guò)渡槽(5)和母扣(7)構(gòu)成，其特征在于所述本體內(nèi)部開有貫通孔(6)，本體上加工有擾流棱(4)、過(guò)流槽(8)、上過(guò)渡槽(5)和下過(guò)渡槽(3)；所述擾流棱(4)形狀為直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，擾流棱(4)條數(shù)為3～6條。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井用井眼清潔工具，其特征在于直棱和斜直棱可在 中部加工有環(huán)形槽(9)，擾流棱(4)進(jìn)行過(guò)渡圓弧和倒角處理；擾流棱(4)表面鑲嵌硬質(zhì)合 金棱或敷焊硬質(zhì)合金齒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井的一種鉆井用井眼清潔工具，尤其適用于鉆水平井、大斜度井、大位移井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。本實(shí)用新型一種鉆井用井眼清潔工具，包括公扣、本體、下過(guò)渡槽、擾流棱、過(guò)流槽、上過(guò)渡槽和母扣構(gòu)成。所述本體內(nèi)部開有貫通孔，本體上加工有擾流棱、過(guò)流槽、上過(guò)渡槽和下過(guò)渡槽；所述擾流棱形狀為直棱、斜直棱、V形棱、螺旋棱或者扇形棱，其中直棱和斜直棱可在中部加工有環(huán)形槽；擾流棱條數(shù)為3～6條。本實(shí)用新型具有破壞巖屑床，增加鉆井液局部流速及導(dǎo)向的作用，使巖屑能隨著鉆井液順利返回地面，有效改善鉆井過(guò)程巖屑懸浮狀態(tài)，清潔井眼，防止鉆井過(guò)程中因巖屑沉積在井眼底部形成巖屑床而造成卡鉆、停鉆事故。
文檔編號(hào)E21B21/14GK201738848SQ201020211900
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者劉少胡, 祝效華, 童華, 賴春林 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)