[发明专利]密集丛式井组直井段防碰钻具组合及防碰方法

说明书

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种石油天然气钻井过程井眼间防碰钻具组合及防碰方法，尤其地，涉及一种密集丛式井组直井段防碰钻具组合及防碰方法。

背景技术

目前，陆地及海洋平台上经常设计及钻进大组丛式井来获取地下油气能源，从而降低油气资源的开发成本，提高开发效率。然而，在该类型井钻进过程中，井眼间的碰撞问题变得非常突出，其中直井段井眼交碰问题尤其难以解决。

现有井眼间防碰的技术及方法已有以下专利文献予以批露。

中国发明专利公开说明书CN103218749A(公开日2003年07月24日)提供了一种三维钻井轨道防碰撞验证方法，该方法将新井和老井的轨道数据与三角网数字地面模型结合生成具有约束条件的地面模型，运用水平面扫描法、法面扫描法和最小距离法对新井轨道上各分散点与老井轨道的距离进行计算，并与预设的安全距离进行对比，并将在计算结果小于安全井距的轨道距离用列表的方式显示出来。

中国发明专利公开说明书CN102953722A(2003年03月06日公开)提供了一种钻井作业中的防碰绕障方法及系统，该方法及系统采用磁定位技术预测获得作业井的第一预测轨迹；获得所述作业井在所述第一预测轨迹内与已有的参考井之间的第一最小距离；根据所述第一最小距离以及为所述作业井预设的安全半径确定所述作业井是否需要进行绕障作业。

中国发明专利公开说明书CN102373917A(2012年03月14日公开)提供了通过邻井监测，预测钻头距邻井的距离，提前采取措施避免钻头与邻井套管碰撞的系统。

上述专利公布的防碰技术或方法可以归结为两类，一类为通过扫描计算预警防碰的方法，一类为通过信号测距来防碰的方法。通过扫描计算预警防碰的方法，需要拟合出井眼轨迹，然而拟合轨迹用到的基础数据存在着多种误差，拟合出的轨迹存在着很大范围的不确定性，因此该种防碰方法适用性上受到限制。另外，丛式井直井段钻进中一般不采用随钻测斜，此时井眼轨迹不能实时获得，上述方案直接失效。通过信号测距来防碰的方法可以实现实时防碰预警，并可应用于直井段钻进中，但在危险距离范围内不能直接提供防碰绕障方案。因此亟需一种能够实现在遇到邻井时主动绕障来防碰的钻具工具及方法，以满足利用大组丛式井技术推广应用的要求。

发明内容

为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种密集丛式井组直井段防碰钻具组合及防碰方法；该发明提供的防碰钻具组合中包含一个强磁短节，利用该钻具组合钻井时，当与邻近距离较近时，强磁短节与邻井套管产生的相互作用会改变钻具的形态，从而使得钻头切削钻进方向发生改变，指向背离邻井方向，以达到主动防碰绕障的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

一种强磁短节，包括强磁铁，强磁铁为带有通孔的圆柱体。

进一步地，还包括：无磁上接头、无磁下接头；无磁上接头、无磁下接头通过螺纹连接，强磁铁套设在无磁上接头、无磁下接头上。

进一步地，无磁上接头的外侧自上而下依次为：圆柱面、第一密封面、强磁铁安装圆柱面、公扣、第二密封面，第一密封面上设有三道第一密封槽；无磁上接头的轴心为贯通的圆孔，圆孔的上端为钻具连接扣；

无磁下接头外侧的自上而下依次为：第三密封面、圆柱面、钻具扣；第三密封面上开有三道第二密封槽，靠下的两道第二密封槽之间开设用于安装定位销钉的内销钉孔，无磁下接头的第三密封面处的外径与无磁上接头的第一密封面处的外径相同，无磁下接头圆柱面处的外径与无磁上接头圆柱面处的外径相同；无磁下接头的轴心为贯通的圆孔，圆孔的顶端为母扣，母扣下方设有第四密封面，第四密封面上开有两道第三密封槽；

无磁上接头通过公扣与无磁下接头的母扣配合连接，无磁上接头的第二密封面与无磁下接头的第四密封面配合密封，无磁下接头的第四密封面的密封槽内装有隔离密封

进一步地，强磁铁为带有通孔的圆柱体，强磁铁的外径与无磁上接头第一密封面处的外径相同，强磁铁的内径略大于无磁上接头强磁铁安装圆柱面外径，强磁铁套装在无磁上接头的强磁铁安装圆柱面上，强磁铁的上端面与第一密封面和强磁铁安装圆柱面之间的台阶面接触，强磁铁的下端面与无磁下接头的顶端圆环平面接触。

进一步地，强磁铁通孔的上端、下端分别设有强磁铁上轴承、强磁铁下轴承；强磁铁通过强磁铁上轴承、强磁铁下轴承套装在无磁上接头的强磁铁安装圆柱面上。