[发明专利]可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油、天然气勘探工程机械技术领域，尤其涉及一种可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器。

背景技术

勘探开发形势的需要推动着井型的演变与发展，定向井、大位移井、水平井等复杂结构井在油气田勘探开发中所占的比例越来越大，并且旨在追求更高的井眼深度，更长的井眼水平段的延伸能力，这也对钻井过程中的机械钻速和钻头进尺提出了更高的要求。钻井过程中，井底岩屑若不能及时有效的被清除就会造成岩屑的重复切削，从而影响机械钻速和钻头进尺。而在定向井、大位移井和水平井的钻探中，钻具易于贴于井壁下侧，造成钻柱偏心，岩屑颗粒在重力作用下容易沉积在下井壁处，因此在钻定向井、大位移井和水平井时，特别容易因为岩屑的沉积而在下井壁处形成岩屑床，特别是在大斜度和水平井段，当岩屑床沉积到一定程度，会使钻柱的摩阻和扭矩突然增加，甚至床体滑坡形成堆积，严重时会造成卡钻等井下复杂，严重影响或制约了钻井施工的正常进行，降低了钻井效率和井眼延伸程度。岩屑床一旦形成，清除难度较大。现阶段井底清岩和清除岩屑床提高井眼净化程度的系列技术措施还存在诸多不足，尤其对于气体钻井。

目前井底清岩技术主要是高压流体介质通过钻头喷嘴形成射流直接冲击井底以漫流的形式使岩屑脱离井底进入环空，但这容易因为井底紊动度和动压力不足造成井底岩屑滞留，不能及时被清除，尤其，气体钻井中钻头一般不装喷嘴（为减小注入压力），井底岩屑的清除效果更差。而目前岩屑床清除工具技术，仍主要是利用从钻柱内循环进入环空的高压流体介质，通过对清除工具排屑槽道的不同改变或优化，实现携带更多的岩屑并清除岩屑床的目的，该类岩屑床清除工具的工作原理，始终是岩屑床处于被动处理的状态，方法单一，对岩屑床的破坏或清除效果不佳。

上述可知，有必要对现有技术进一步改进。

发明内容

本发明是为了解决现有钻井用扶正器在利用流体作为循环介质钻定向井、大位移井、水平井过程中无法及时有效清除井底岩屑和无法清除产生的岩屑床的问题，而提出一种结构设计简单、合理，能及时有效清除井底岩屑和有效破坏并清除岩屑床的可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

上述的可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，包括壳体，所述壳体的内部设有通孔，壳壁上凸设有刀翼且还设有与所述通孔贯通的旁通孔；所述扶正器还包括匹配装设于所述通孔内侧的定子、转子、上卡环和下卡环；所述定子的一端由所述上卡环轴向限位，另一端接触连接所述转子的一端；所述转子的另一端由所述下卡环轴向限位且还套设有滚动轴承，其通过所述滚动轴承可在所述通孔内周向旋转；所述定子包括自一端面向另一端面轴向贯通设置且呈孔状结构的定子中间流道以及沿圆周面轴向设置且呈槽体结构的定子引流道；所述转子包括自一端面向另一端面轴向贯通设置且呈孔状结构的转子中间流道和转子侧流道以及沿圆周面轴向贯通设置且呈槽体结构的转子驱动流道；所述转子侧流道位于相邻所述转子驱动流道之间且与所述转子中间流道呈相对布置；所述转子驱动流道的一端径向开设有泄压孔；所述泄压孔在所述转子旋转过程中间歇性的分别与所述旁通孔及转子驱动流道连通且内部还匹配设有单向阀。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述定子引流道为均匀布设于所述定子圆周面上的多个，其均为自所述定子的一端面向另一端面轴向延伸的螺旋状加速流道结构。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述转子驱动流道为沿所述转子圆周面均匀布设的多个，其均为自所述转子的一端面向另一端面轴向延伸且沿圆周面倾斜的加速流道结构。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述旁通孔相对于所述通孔的轴心线呈一定角度倾斜设置；所述旁通孔的内端沿所述通孔的内圆周均匀凸伸有限位挡块。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述定子的下端通过所述限位挡块轴向限位，上端通过所述上卡环轴向限位。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述上卡环匹配嵌设于所述通孔的内壁且下端顶紧所述定子的上端面；所述下卡环匹配嵌设于所述通孔的内壁，其上端分别顶紧所述转子和滚动轴承的下端面。

所述可井底清岩和清除岩屑床的钻井用扶正器，其中：所述刀翼呈螺旋状结构且匹配设于所述壳体的外壁；所述刀翼间的导流槽为宽进窄出的渐缩式流道，入口为开放型宽入口，中间直导流槽部分逐渐减小，出口为螺旋窄出口。

有益效果：