[实用新型]一种水平井段岩屑床清除工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气钻井领域，特别涉及一种水平井段岩屑床清除工具。 

背景技术

随着油气勘探开发的需要,水平井钻井所占的比例越来越大。由于水平井钻井过程中水平段的井斜角多为90°，且水平位移较大，造成水平段钻井产生的岩屑向上携带困难，直接影响到钻井、下套管、固井、电测等作业的正常进行。水平段岩屑床形成后一般难以被清除,岩屑床的存在不但在钻井过程中使钻柱扭矩突然增加，甚至使床体滑坡形成堆积，严重时造成卡钻，同时会使下套管、固井作业困难，进而影响钻进速度，增加钻井成本。因岩屑床的存在而出现井下复杂情况和卡钻事故比例较大，所以水平井段的井眼净化程度已成为关注点之一。 

但是，现阶段提高井斜角大于30°斜井段井眼净化程度的系列技术措施有效程度有限，一般采取加大钻井液环空返速来冲洗井眼，或每隔一段时间钻柱就上起下放一次进行短起下钻划眼等方式清除岩屑。但是过大的钻井液环空返速受到泵排量的制约，且容易造成井壁过度冲刷，而短起下钻进行划眼时必须停止钻进,耗用钻井、完井作业时间，相对降低了钻井速度，增加了钻井成本。 

目前，也有针对此问题而设计的清除工具，一般为利用带有螺旋或V型槽道的钻柱作为清除工具，通过钻杆旋转起到清除岩屑的目的。但是所采用的工具比较单一，槽道多为常规螺旋型或V型，造成井筒内的旋流效果较为一般，不能达到有效清除岩屑的效果。 

实用新型内容

本实用新型在管柱力学和流体力学的理论基础上，针对当前油田水平井钻井过程中产生岩屑床的问题，从提高岩屑床清除效率和水平钻杆的扶正效果的目的出发，提供一种高效的水平井段岩屑床清除工具。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种水平井段岩屑床清除工具，其由若干个螺旋清除器和局部加速器组合配置而成，所述螺旋清除器和局部加速器均为一端带公扣、一端带母扣的内部贯通的圆柱形体，它们分开安装于水平井钻柱上，并由两个螺旋回环102中间安放一个局部加速器组成一组，在水平段钻柱上每隔一定距离设置一组。

所述螺旋清除器上布有多个斜槽螺旋环，沿圆周表面均匀分布，钻头方向为斜槽螺旋环的进口方向，其进口的开口尺度大于出口尺度，斜槽螺旋环数量随设计而定；所述螺旋清除器的远离钻头端钻井液出口处设有螺旋回环，所述螺旋回环采用半椭圆形设计，分布在斜槽螺旋环之间，螺旋回环的尺寸和数量随设计而定。 

所述局部加速器上布有多条斜向的条形加速带，其宽度和数量随设计而定。 

本岩屑床清除工具由多个螺旋清除器和局部加速器按照一定配合配置组合而成，根据组合位置安装于水平井段钻柱上，下入井内通过旋转可以起到清除水平井段岩屑床的作用。其中，螺旋清除器上分布的斜槽螺旋环由于采用进出口不等尺度的外形设计，表现在从钻头流出后反方向流动的环空钻井液流速迅速增大，增大的钻井液流速对螺旋清除器周围的岩屑可产生强烈的冲洗作用。而螺旋清除器上设置的半椭圆形螺旋回环对通过的钻井液具有较强的重导向作用，同时增加通过流体的流速。这样，流体方向的改变和速度的增加势必增大螺旋清除器周围钻井液的紊流程度，对岩屑床清除十分有利。另外，局部加速器上分布的一定数量的条形加速带可以在旋转过程中挖掘岩屑床，同时搅动两个相邻螺旋清除器之间的钻井液，有效防止岩屑沉降。 

可见，本实用新型通过水平井段岩屑床清除工具的组合配置，改变岩屑床清除工具周围钻井液流场的紊流速度和强度，使岩屑床在旋转的清除工具带动下被破坏，并将破坏后的岩屑携带出水平井段，上返至井口，有效地加快钻井进程，降低钻井成本。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是图1的C-C剖面图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的结构。 

参见图1，水平井段岩屑床清除工具由多个螺旋回环102和局部加速器2组合而成，螺旋清除器1和局部加速器2均为一端带公扣、一端带母扣的内部贯通的圆柱形体，它们分开安装于水平井钻柱3上。根据水平段长度，它们在水平段钻柱上每隔一定距离设置一组，每组由两个螺旋回环102和一个局部加速器2组合而成，其中局部加速器2安放在两个螺旋回环102之间。