[实用新型]大斜度井用缓解定向托压钻柱组合

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻探工具技术领域，特别是涉及一种大斜度井用缓解定向托压钻柱组合。

背景技术

大斜度井一般是指钻井斜长与垂深之比大于2，最大井斜角在60-86°之间。然而，大斜度井裸眼段长，而裸眼段摩阻系数大，导致钻柱与井壁间的摩擦阻力大；另外，大斜度井由于井斜角大，当井斜角超过45°以后，岩屑上返困难，容易堆积在下井壁，进一步增加了钻柱与井壁间的摩擦阻力。这两种因素共同作用，导致了大斜度井定向过程中托压现象严重，定向效率低，同时增加了井下卡钻的风险。

目前，国内外主要是通过在钻井液中添加润滑剂、使用水力振荡器等振动减阻工具等方式来解决托压问题。虽然这些方法起到了一定的作用，但是当岩屑床堆积的厚度超过一定值，摩阻增加到一定程度，这种单一的方法无法缓解托压效果有效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种大斜度井用缓解定向托压钻柱组合，能有效清除大斜度井已经形成的岩屑床，并有效预防形成新的岩屑床，降低钻柱与井壁之间的摩阻，有效缓解定向托压，降低井下卡钻的风险，提高大斜度井钻井时效，为大斜度井缓解定向托压提供一种行之有效的处理装置。

为此，本实用新型的技术方案在于：

一种大斜度井用缓解定向托压钻柱组合，包括从上到下依次连接的钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、螺杆和钻头；

所述加重钻杆的长度为150～240m；

所述钻杆、水力振荡器及加重钻杆组成的结构在纵向上从上至下每间隔90～150m即设置有井眼清洁工具。井眼清洁工具设置在相邻的钻杆或相邻的加重钻杆之间。

井眼清洁工具通过利用特殊螺旋刀翼的机械刮削作用和槽道内产生的涡流作用来破坏井壁上已经形成的岩屑床，并预防新的岩屑床的形成。

优选，设置在上侧的井眼清洁工具两两之间的距离小于等于设置在下侧的井眼清洁工具两两之间的距离。

优选，位置处于最顶端的井眼清洁工具安装在井斜角为40～50°的位置处。

优选，位置处于最底端的井眼清洁工具距钻头的距离为100～200m。

该大斜度井用缓解定向托压钻柱组合能有效清除大斜度井已经形成的岩屑床，并有效预防形成新的岩屑床，降低钻柱与井壁之间的摩阻，有效缓解定向托压，降低井下卡钻的风险，提高大斜度井钻井时效，为大斜度井缓解定向托压提供一种行之有效的处理装置。

附图说明

图1为本实用新型提供的大斜度井用缓解定向托压钻柱组合的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细描述。

如图1所示，一种大斜度井用缓解定向托压钻柱组合，包括从上到下依次连接的钻杆1、水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测量系统4、螺杆5和钻头6；加重钻杆3的长度为150～240m；钻杆1、水力振荡器2及加重钻杆3组成的结构在纵向上从上至下每间隔90～150m即设置有井眼清洁工具7。井眼清洁工具设置在相邻的钻杆或相邻的加重钻杆之间。为了保证岩屑的清除效果，使设置在上侧的井眼清洁工具7两两之间的距离小于等于设置在下侧的井眼清洁工具7两两之间的距离。

作为对实用新型的一种实施方式，位置处于最顶端的井眼清洁工具7安装在井斜角为40～50°的位置处。优选，位置处于最底端的井眼清洁工具7距钻头的距离为100～200m。

使用时，将该大斜度井用缓解定向托压钻柱组合下入井底，开钻井泵，正常钻进即可。

水力振荡器由脉冲短节和震荡短节组成，脉冲短节通过利用钻井液的水力能量产生压力波动，带动震荡短节产生轴向震动，进而带动下部钻柱产生微小的蠕动，将定向过程中下部钻柱与井壁间的静摩阻转变为动摩阻，从而降低了摩阻，缓解定向托压。水力振荡器的具体的安放位置需要综合考虑工具性能、钻井参数、井眼参数等因素来确定。

井眼清洁工具通过利用特殊螺旋刀翼的机械刮削作用和槽道内产生的涡流作用来破坏井壁上已经形成的岩屑床，并预防新的岩屑床的形成。可选用具有相同功能的井眼清洁工具即可，此处提供一种适用于本实用新型的井眼清洁工具，我们申请的专利ZL2016208900987所公开的结构即可适用于此处。其它类似结构，或能实现相同功能的井眼清洁工具均可适用。

螺杆由转子和定子组成，在钻井液驱动下，能输出一定的扭力和转速，一方面给钻头提供动力破碎岩石，另一方面当井斜角、方位角超出设计范围后，可以通过调整螺杆的方位，来实现调整井斜角和方位角，以满足定向钻井需求。

钻头主要由切削齿和水眼组成，在一定的转速和钻压下，用来破碎井底岩石，并利用水眼来清洗井底岩屑。