[实用新型]一种提高硬脆性地层钻井机械钻速的钻柱组合结构

说明书

本实用新型公开了一种提高硬脆性地层钻井机械钻速的钻柱组合结构，从上到下由钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、螺杆式液动冲击器、PDC钻头组成。该钻柱组合在硬脆性地层中有两方面的作用：依靠螺杆式液动冲击器在近钻头产生高频轴向冲击力，配合PDC钻头，提高岩石破碎效率；依靠水力振荡器在钻头远端产生轴向震动，降低滑动钻进过程中钻具与井壁间的摩阻，进而解决滑动钻进托压问题，提高钻压传递效率，进而提高机械钻速。水力振荡器、螺杆式液动冲击器、锥形齿PDC钻头配合使用，对于硬脆性地层，无论是复合钻进，还是滑动钻进，都能有效的提高机械钻速。

技术领域

本实用新型属涉及石油天然气钻探领域,尤其是涉及一种提高硬脆性地层钻井机械钻速的钻柱组合。

背景技术

随着浅层油气资源的不断枯竭，油气勘探开发正在向深层、超深层油藏发展，导致钻井难度越来越大。在深部硬脆性地层定向井钻井过程中，常规的螺杆钻具+PDC钻头提速效果十分有限，主要存在岩石硬度高、研磨性强，PDC钻头磨损严重，进而导致机械钻速低；深层滑动钻进过程中，托压现象严重，钻压传递效率低、工具面不稳定，导致滑动钻进机械钻速低等难题。因此，需要采用不同的钻井提速工具组合来解决硬脆性地层的钻井提速问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提高硬地层钻井机械钻速的钻柱组合结构，能够提高硬脆性地层岩石的破碎效率，有效减缓钻头的摩阻。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种提高硬脆性地层钻井机械钻速的钻柱组合结构，从上到下由钻杆、水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、螺杆式液动冲击器、PDC钻头组成。

所述钻杆用来延伸井眼的长度，钻杆的长度等于井眼的深度减去所述水力振荡器、加重钻杆、随钻测量系统、螺杆式液动冲击器、PDC钻头的长度之和。

所述水力振荡器由脉冲短节和振荡短节组成。

所述加重钻杆是用来给钻头施加钻压，其长度在150-240m之间。

所述随钻测量系统是用来测量井眼的井斜角和方位角，包括无磁钻铤、定向短接和随钻测量仪器。

所述螺杆式液动冲击器利用钻井液的液压能为PDC钻头提供持续的转速和扭矩；在钻井液液压能的作用下产生5-10kN的轴向冲击载荷，施加在PDC钻头上，辅助破岩。

本实用新型的有益效果是：能够提高硬脆性地层岩石的破碎效率，有效减缓钻头的摩阻；有效降低滑动钻进的摩阻，同时能给钻头施加足够的钻压，提高机械钻速，为硬脆性地层提高机械钻速提供了一种行之有效的方法。

附图说明

图1是本实用新型的提高硬脆性地层机械钻速的钻柱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型的提高硬脆性地层钻井机械钻速的钻柱组合结构，其特征在于，从上到下由钻杆1、水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测量系统4、螺杆式液动冲击器5、PDC钻头6组成。

所述钻杆1用来延伸井眼的长度，钻杆1的长度等于井眼的深度减去所述水力振荡器2、加重钻杆3、随钻测量系统4、螺杆式液动冲击器5、PDC钻头6的长度之和。

所述水力振荡器2由脉冲短节和振荡短节组成。

所述加重钻杆3是用来给钻头施加钻压，其长度在150-240m之间。

所述随钻测量系统4是用来测量井眼的井斜角和方位角，包括无磁钻铤、定向短接和随钻测量仪器。