[发明专利]一种用于提高钻压的机械辅助装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提高钻压的机械辅助装置，属油气井钻采工具技术领域。

背景技术

近年来，随着石油天然气勘探开发工作的不断深入，非常规气藏水平日益增多。在水平段钻井过程中，由于钻具“躺”在下井壁上，存在较大的摩阻，致使钻压传递受阻，直接影响了钻头破岩效率和机械钻速。钻井实践证明，目前水平段钻井过程中由于摩阻问题导致加压困难已成为制约非常规气藏高效开发的主要技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、实用性好，工作过程中通过旋转的方式进行机械辅助加压，从而增大钻压，提高破岩效率和机械钻速；解决现有水平段钻井过程中钻压传递受阻问题的用于提高钻压的机械辅助装置。

本发明的技术方案是：

一种用于提高钻压的机械辅助装置，它由中心管和螺旋棱块构成，中心管的一端端口外壁上设置有外螺纹，中心管的另一端端口内壁上设置有内螺纹；其特征在于：外螺纹与内螺纹之间的中心管圆周上螺旋状设置有多个水眼；水眼之间的中心管圆周上螺旋状设置有多个螺旋棱块；螺旋棱块之间的中心管圆周上轴向均布有液流槽。

所述的螺旋棱块截面呈锥形，螺旋棱块的顶部间隔状焊装有硬质合金刀。

所述的液流槽和水眼数量分别为4个。

所述的水眼为喇叭状，水眼的小口端口径为4mm，水眼的大口端口径为6mm。

所述的螺旋棱块相互之间的轴向距离为41.5mm。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、螺旋棱块上焊装有非等腰三角形硬质合金刀，便于螺旋棱块吃入下井壁岩石，避免旋转过程中产生滑脱现象，并有助于防止螺旋棱块磨损。

2、中心管表面均布有四条液流槽，便于钻井过程中岩屑返排。

3、中心管表面均布有四个水眼，以预防液流槽被岩屑或井壁泥土堵塞，且水眼从内向外呈喇叭状，防止形成射流冲击井壁造成垮塌。

4、本发明结构简单实用，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图；

图4为图1A—A向的结构示意图。

图中；1.外螺纹、2.硬质合金刀、3.螺旋棱块、4.液流槽、5.水眼、6.内螺纹，7、中心管。

具体实施方式

该用于提高钻压的机械辅助装置由中心管7和螺旋棱块3构成，中心管7的一端端口外壁上设置有外螺纹1，中心管7的另一端端口内壁上设置有内螺纹6。外螺纹1与内螺纹6之间的中心管7圆周上螺旋状设置有4个水眼5；水眼5从内向外呈喇叭状,水眼的小口端口径为4mm，水眼的大口端口径为6mm，该结构可防止射流。水眼5的目的以预防液流槽被岩屑或井壁泥土堵塞。

水眼5之间的中心管7圆周上螺旋状设置有多个螺旋棱块3；螺旋棱块3截面呈锥形。螺旋棱块3的顶部间隔状焊装有硬质合金刀2。螺旋棱块3之间的中心管7圆周上轴向均布有4个液流槽4；用于钻井过程中岩屑的返排。

作业时，该机械辅助装置安装在水平段钻柱内,可以根据施工需要间隔安装多个，上端内螺纹6和下端外螺纹1分别与钻柱相连接，随钻柱下井。钻柱下入到预定位置后，该机械辅助装置“躺”在水平段下井壁上，此时该辅助加压装置的螺旋棱块3和硬质合金刀2在钻柱自重作用下吃入下井壁岩石；当启动钻进作业时，该辅助加压装置随钻柱作顺时针旋转运动。在螺旋棱块3和硬质合金刀2吃入岩石，与岩石相互啮合作旋转运动的过程中，齿（螺旋棱块3）后岩石对工具产生向前的推力，该推力传递到钻头处，即可达到增大钻压的目的。

该机械辅助装置的螺旋棱块3在中心管7的圆周上呈螺旋状分布，旋转方向为右旋，相邻两条螺旋棱之间的轴向距离为41.5mm，螺旋棱块3上任一点切线与工具轴线之间的夹角为80°。螺旋棱块3上焊装的非等腰三角形硬质合金刀2可便于螺旋棱块3吃（嵌）入下井壁岩石，并避免旋转过程中产生滑脱现象，同时有助于防止螺旋棱块3磨损。该机械辅助装置结构简单、实用性好，解决了水平段钻井摩阻大、钻压传递受阻，从而影响钻头破岩效率和机械钻速的问题,特别适用于石油天然气水平井的水平段钻井安装使用。