[发明专利]一种旋转滑动钻进工具

说明书

本发明提供了一种旋转滑动钻进工具，主要由上接头、传动轴、密封圈、密封筒、下接头、金属球、活塞、弹簧和调压阀组成。摆工具面或复合钻进时，传动轴扭矩传动段和下接头扭矩传动段重合，且传动轴和下接头通过金属球锁紧，上、下部钻具共同旋转送钻。滑动钻进时，传动轴扭矩传动段和下接头扭矩传动段分离，且传动轴和下接头通过金属球锁紧，下部钻具滑动送钻，上部钻具旋转送钻。停泵时，传动轴和下接头锁紧解除，通过机械辅助操作可转换成复合钻进或滑动钻进。因此，利用旋转滑动钻进工具可有效解决定向井、水平井钻井过程中螺杆钻具滑动钻进托压问题，提高定向钻井时效，降低定向钻井成本。

技术领域

本发明专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种旋转滑动钻进工具，用于解决定向井、水平井钻井过程中螺杆钻具滑动钻进托压问题，提高定向钻井时效，降低定向钻井成本。

背景技术

钻井是发现和开采地下油气资源的必然途径。根据设计井眼轨迹形状，钻井可划分为直井、定向井和水平井。在油气田开发中，定向井和水平井占钻井工作量80％以上。

在定向井、水平井钻井过程中，把使用螺杆钻具调整井眼轨迹或改变井眼空间钻进方向称为定向钻进。定向钻进时，螺杆钻具驱动钻头破岩钻进，井下钻具在地面钻压作用下克服井壁磨阻推着螺杆钻具向前滑动，因此，定向钻进也称为滑动钻进。相对而言，把井下钻具和螺杆钻具共同驱动钻头破岩钻进，称为复合钻进。

滑动钻进时，钻具贴着井眼底部向前滑行，钻具与井壁存在磨阻，因此，钻头上实际钻压等于地面钻压减去钻具磨阻之差值，或者说，实际钻压小于地面钻压。在大斜度段、水平段中，滑动钻进时钻具磨阻随着井斜增大呈现数量级递增，当钻具磨阻大于地面钻压时，钻井无进尺，或者说，无论地面施加多大钻压，钻压都无法有效传递到钻头上，甚至钻具屈曲变形，连钻具都无法下放到井底，我们把这种现象称为托压。定向困难和托压问题是定向井、水平井钻井过程中螺杆钻具滑动钻进两大技术难题，但是，在相同井段或相同井眼条件下，复合钻进托压要明显小于滑动钻进托压，复合钻进机械钻速要远远大于滑动钻进机械钻速，由此来看，钻具旋转能够在很大程度上降低钻具磨阻，达到减缓或解决螺杆钻具滑动钻进托压问题。

根据多年钻井现场经验，本发明专利提出了一种旋转滑动钻进工具。利用旋转滑动钻进工具，复合钻进时，上、下部钻具共同旋转送钻；滑动钻进时，下部钻具滑动送钻，上部钻具旋转送钻，通过钻具旋转有效解决螺杆钻具滑动钻进托压问题，提高定向钻井时效，降低定向钻井成本。

发明专利内容

本发明专利的目的是提供一种旋转滑动钻进工具，用于解决定向井、水平井钻井过程中螺杆钻具滑动钻进托压问题，提高定向钻井时效，降低定向钻井成本。

本发明专利采用如下具体技术方案实现：

旋转滑动钻进工具主要由上接头、传动轴、密封圈、密封筒、下接头、金属球、活塞、弹簧和调压阀组成。

上接头是中孔、厚壁金属管。从外部来看，上接头是圆柱体，可称为咬合段，用于现场钳头咬合上、卸扣操作。从内部来看，上接头上端是石油钻具螺纹，用于连接上部钻具；石油钻具螺纹下面是钻井液流道；钻井液流道下面或上接头下端是特殊螺纹，用于连接传动轴，将上部钻具拉力、钻压和扭矩传递给传动轴。