[实用新型]一种可延伸钻井进尺的减摩阻工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于定向井、水平井、大位移井中，能够降低钻具组合与井壁之间的摩擦阻力，延伸钻井进尺的减摩阻工具。

背景技术

随着勘探开发进程的不断深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越来越大。长水平段钻井技术在国内外得到广泛应用，主要得益于其较好的投入产出比。目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.2～2倍，而产量则是直井的4～8倍。国外已经钻成了水平位移超万米的大位移井，而国内依靠自身力量只能完成水平位移约4000m的大位移井。在水平井与大位移井的钻井过程中，由于摩擦阻力大，使得钻井效率低、钻井周期长、钻井成本高，这成为制约水平井和大位移井发展的主要瓶颈。在现场实践中，由于管柱的摩阻扭矩太大，可能出现以下情况：机械钻速明显变低；钻具不能上起或发生断钻具事故；达不到井身轨迹的设计要求，目的层中靶率低。

因此，降低水平井段中钻具组合与井壁的摩擦阻力，是提高水平井或大位移井延伸钻进进尺的关键。

发明内容

本实用新型的目的是：为了克服上述难点，提高水平井与大位移井的延伸钻进能力，特提出一种可延伸钻井进尺的减摩阻工具，该工具可以降低钻具组合与井壁之间的摩擦阻力，提高钻井进尺和目的层中靶率。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种可延伸钻井进尺的减摩阻工具，主要由壳体、防掉螺母、防掉挡盘、防掉拉杆、涡轮、传动轴、下短节、公螺纹、母螺纹、固定短节、活塞、碟簧、上短节和滑动轴组成；其技术特征是：所述壳体内孔上端安装防掉挡盘，涡轮安装在壳体和传动轴之间，传动轴上端依次连接防掉拉杆和防掉螺母；壳体下端连接下短节，下短节与传动轴配合，壳体、防掉螺母、防掉挡盘、防掉拉杆、涡轮、传动轴和下短节组成动力阀部分；壳体的公螺纹和固定短节的母螺纹连接，固定短节内安装活塞，活塞上端安装碟簧；固定短节与上短节连接，滑动轴安装在固定短节与上短节配合形成的内孔中，且通过螺纹与活塞连接，固定短节、活塞、碟簧、上短节和滑动轴组成搅动部分。

所述传动轴上有流道为圆形的上阀孔，下短节上有流道为椭圆形或其他非圆形的下阀孔，上阀孔和下阀孔配合形成阀，阀的过流面积大小随着传动轴的转动发生周期性的变化。

本实用新型具有的有益效果是：(1)该工具长度短、结构简单，且全金属结构具有寿命长的优点；(2)产生的轴向振动可以有效降低钻具组合与井壁之间的摩擦力，提高定向井、水平井和大位移井的延伸钻进能力；(3)工具的轴向脉冲可以降低钻头的轴向振动强度，提高钻头与岩石的均匀接触时间，从而提高机械钻速；(4)轴向振动可以有效破坏水平段已形成的岩屑床，并能预防卡钻。

附图说明

图1是实用新型一种可延伸钻井进尺的减摩阻工具动力阀部分的结构示意图。

图2是实用新型一种可延伸钻井进尺的减摩阻工具搅动部分的结构示意图。

图3是由图1横剖面A-A得到的上阀孔和下阀孔配合形成的阀剖面示意图。

图中：1.壳体，2.防掉螺母，3.防掉挡盘，4.防掉拉杆，5.涡轮，6.传动轴，7.上阀孔，8.下阀孔，9.下短节，10.公螺纹，11.母螺纹，12.固定短节，13.活塞，14.碟簧，15.上短节，16.滑动轴

具体实施方式

如图1-图2所示，本实用新型一种延伸钻井进尺的减摩阻工具，主要由壳体1、防掉螺母2、防掉挡盘3、防掉拉杆4、涡轮5、传动轴6、下短节9、公螺纹10、母螺纹11、固定短节12、活塞13、碟簧14、上短节15和滑动轴16组成；所述壳体1内孔上端安装防掉挡盘3，涡轮5安装在壳体1和传动轴6之间，传动轴6上端依次连接防掉拉杆4和防掉螺母2；壳体1下端连接下短节9，下短节9与传动轴6配合，壳体1、防掉螺母2、防掉挡盘3、防掉拉杆4、涡轮5、传动轴6和下短节9组成动力阀部分；壳体1的公螺纹10和固定短节12的母螺纹11连接，固定短节12内安装活塞13，活塞13上端安装碟簧14；固定短节12与上短节15连接，滑动轴16安装在固定短节12与上短节15配合形成的内孔中，且通过螺纹与活塞13连接，固定短节12、活塞13、碟簧14、上短节15和滑动轴16组成搅动部分。

如图3所示，传动轴6上有流道为圆形的上阀孔7，下短节9上有流道为椭圆形或其他非圆形的下阀孔8，上阀孔7和下阀孔8配合形成阀。上阀孔7随着传动轴6转动，其与下阀孔8配合形成的过流面积也发生周期性的变化，从而将流体的能量转化成一系列的压力传递上去形成搅动作用，搅动作用破坏了钻具组合与井壁之间的静摩擦，从而实现减少摩擦阻力以及延长钻进能力的目的。

该工具具有长度短、结构简单、寿命长等优点，能够降低钻具组合与井壁的摩擦，增加定向井、水平井和大位移井的延伸钻进能力，以及提高机械钻速、预防卡钻；而且该工具还可以提高井深轨迹控制精度，以及轨迹的平滑性，有效地减少钻井台阶。