[发明专利]钻具构件、钻杆和相应的钻杆列组

说明书

技术领域

本发明属于油藏或气藏的勘探和开采领域，其中根据钻井需要使用旋转的钻具，所述旋转的钻具由钻杆构成并且可能地由端对端地相组装在一起的其它管状部件构成。

本发明尤其涉及旋转钻探设备用的成型元件，例如布置在旋转钻杆列组内的钻杆，或者重型钻杆或钻铤(masse-tige)，或者钻探稳定器或具有不同螺纹型式的或不同直径的连接件(过渡接头)。

背景技术

这些与钻具的其它部件(钻铤、稳定器等)相关联的钻杆列组(trainsde tiges)尤其可实施斜向钻探，即在钻井时可相对于垂直方向或水平方向改变钻探斜度。现在，斜向钻探可达约2至8千米的深度和约2至15千米的水平距离。

在具有一些几乎水平部分的斜向钻探的情况下，在钻井过程中，钻杆列组在井内的旋转引起的摩擦力矩可达非常大的数值。摩擦力矩可能意味着需要重新审视使所用的设备或钻井目的。此外，鉴于在钻探井眼内、特别是在钻探井眼的相对于垂直方向非常倾斜的部分内产生的岩屑发生沉积，因此往往极难以提升钻探所产生的岩屑。这样，井眼的清理不正常，井眼内钻杆列组的钻杆以及钻杆和井眼壁之间接触面的摩擦系数同时增大。

文献FR 2 760 783提出用于钻杆的型件，其带有套筒，所述密封套与井眼壁接触且可相对于井壁保持不转动，并带有可促使钻探流体循流的开槽部分。

近来，文献FR 2 824 104涉及旋转钻具用的成型元件，其具有一个在用于支承在井眼壁上的支承区域、一个促使钻探流体在井眼内围绕钻具循流的紊流区域、以及一个折流区域，所述折流区域邻近所述支承区域和所述紊流区域，沿所述成型元件的轴向方向延伸，且具有至少一个相对于钻探轴线倾斜的表面，其在轴向平面中的经线在所述成型元件在井眼内的工作位置，沿着自下而上的方向离开所述成型元件的轴线。

这种装置直至最近都令人满意。但是，存在对特别坚固耐用的、多功能的和设计用于进行深度钻探与大倾斜度钻探的钻具的需要。

发明内容

本发明就是改善这种情况。

对于利用钻探流体围绕钻具构件沿着从井眼底部向地面的方向循流的钻探来说，所述钻具构件具有：至少一个在钻探时支承在井壁上的支承区域，所述支承区域在其外表面上配有至少一个支承段部，所述支承段部的外径大于所述构件的其它部分的直径；和两个作用区域，所述作用区域相邻于所述支承区域，且布置在所述支承区域的上游和下游，所述作用区域具有多个凹槽，它们具有围绕所述构件的轴线的总体螺旋形形状。所述作用区域连接于所述支承区域。所述支承区域具有两个凸圆拱形的回转形式的导向段部，其布置在支承段部的上游和下游，且相邻于所述支承段部。所述导向段部相切于所述支承段部和所述作用区域。

对于钻探流体围绕所述构件且沿着从钻探井眼底部向地面的方向循流的井眼钻探来说，钻具构件在钻杆列组或重型钻杆列组与井底组件之间形成联接。所述构件包括：第一端部，所述第一端部包括一外表面和一阴螺纹，所述外表面具有第一直径；第二端部，其包括一外表面和一阳螺纹，所述外表面具有第二直径，所述第一直径小于或等于所述第二直径；至少一个支承区域，所述支承区域在钻探时支承在井壁上，所述支承区域配有至少一个支承段部，所述支承段部具有圆柱形外表面，且其外径大于所述构件的其它部分的直径；和两个作用区域，所述两个作用区域基本上相邻于所述支承区域，且布置在所述支承区域的上游和下游。所述作用区域具有多个凹槽，所述凹槽具有围绕所述构件的轴线的总体螺旋形形状。所述支承区域具有两个导向段部，所述导向段部呈凸圆拱环形，按位于所述支承段部的上游和下游、且相邻于所述支承段部的方式布置。所述导向段部相切于所述支承段部且相切于所述作用区域。

所谓钻具构件，不仅是指所述钻具的组成件(钻杆等等)，而且是指这些组成件的构成零件，例如螺纹连接器(工具联接件)，其可通过任意方法例如焊接而嵌装在钻杆的端部，使所述钻杆相互旋拧地进行连接。

用语上游和下游这里涉及钻探流体在围绕所述构件的环形空间循流的方向。

在没有相反指示的情况下，“钻杆列组”是指同时包括标准钻杆和重型钻杆的钻具部分。