[发明专利]一种流体激发式无限循环洗井工具

说明书

本发明公开了一种流体激发式无限循环洗井工具，包括主筒、上接头、下接头、上芯轴、下芯轴、活塞、换位弹簧、换位元件和限位元件，所述上芯轴上开设有通孔和上芯轴旁通孔，所述下芯轴上开设有盲孔和下芯轴旁通孔，活塞上开设有换位槽和活塞旁通孔，主筒上开设有水孔，活塞可通过换位槽与换位元件配合实现活塞周向位置的切换，活塞可通过与限位元件的配合实现活塞的轴向位置切换，从而实现流体通道的无限循环转换，反应速度快且受井倾角的影响小，解决了现有循环阀开启次数限制、需要反复起下钻复位阀门的问题；结构紧凑，安装位置灵活，可采用多种测斜方式。提高了钻井效率，缩短了钻井时间。

技术领域

本发明属于石油与天然气钻探工程井下工具技术领域，具体地说涉及一种用于钻完井、修洗井作业过程中可通过流体压力控制的无限循环洗井工具。

背景技术

在钻井过程中井漏与溢流是常见的井内复杂情况，在常规堵漏与压井作业时，大颗粒堵漏材料容易对井下仪器造成损害，同时在钻井过程中如遇钻具水眼堵塞，则需快速建立旁通循环防止复杂事故发生；在大位移深井、超深井钻井过程中，其稳斜段及水平段常沉积大量的岩屑床，通过常规小尺寸钻具循环方法难以及时清理，可能卡阻钻具或影响完井质量，通常情况下，需采用泵冲的方式产生一定扰流，有助于清洁井筒。但是对于小井眼的泥浆马达和随钻测量工具并不能满足达到扰流状态所需的泵速要求，尤其是在大斜度井和水平井钻井时进行井筒高效清洁造成极大困难。钻井作业人员通常采用短起、洗井作业、更换钻头以及其他清洗作业等解决该类问题。这些方法或许在某种程度上有一定效果，但是需要消耗大量时间进行起下钻，降低了生产效率。

现有专利CN106321013A（单球投掷式无限循环阀，2017.01.11）公开了一种单球投掷式无限循环阀，主要包括壳体、阀门活塞、转位控制主体。壳体上安装有壳体喷嘴，同时阀门活塞与转位控制主体安装在壳体内，可实现沿壳体轴向方向滑动。壳体、阀门活塞和转位控制主体内部开通孔形成流体主流道，在下行阀位，阀门活塞堵住壳体喷嘴，隔断主流道和井眼环空的连通;在上行阀位，阀门活塞失去对壳体喷嘴的堵塞，使得流体能够沿主流道经过壳体喷嘴转移到井眼环空。 转位控制主体具有与固定销结合的控制槽轨道， 引导阀门活塞在下行阀位和上行阀位之间转换。该循环阀是一种选择性开启的液流循环阀，解决了现有循环阀开启次数限制、需要反复起下钻复位阀门的问题，提高了钻井效率，缩短了钻井时间。

现有专利CN207761600U（一种井下循环洗井工具，2018.08.24）公开了一种井下循环洗井工具，通过开关器组件的投入使用，可实现循环洗井和正常钻井作业的自由切换。循环外套与芯轴采用滑动配合的方式，以开关器组件作为其状态切换开关，当芯轴锁定时，循环通道关闭可实现正常钻井作业，当投入开关器本体和锁定球后，循环通道开启可进行自动灌浆，以实现自动洗井操作，仅需采用投掷开关器组件的方式即可实现正常钻井作业和洗井操作的切换，有效的克服了现有洗井作业时采用起下钻所消耗的生产时间，有利于钻井效率的提高。

以上两个专利均以不同的形式实现了无限循环开关阀门从而实现切换工具状态的目的，但是，作为投球控制的无限循环阀，与各类投球式工具一样具有明显的缺点。首先，其需要精确的投球技术，误投球会增加作业风险；其次，投球式开关反应速度慢，且受投球影响钻柱组合不能灵活选择，测斜过程只能采用 MWD，无法进行机械测斜；第三，由于需要专门设计投球控制的开关器，提高了工具内部结构的复杂性，从而降低了工具本身的可靠性，也提高了其维护难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用流体激发推动活塞进行换位，从而实现流体通道的转换的无限循环洗井工具。流体激发式循环开关阀门，反应速度快且受井倾角的影响小，通过调节排量使换位活塞在排量作用下产生不同的轴向位移，解决了现有循环阀开启次数限制、需要反复起下钻复位阀门的问题；结构紧凑，安装位置灵活，可采用多种测斜方式。提高了钻井效率，缩短了钻井时间。

本发明的目的通过以下技术方案实现：