[发明专利]一种岩屑床清理工具及使用方法

说明书

本发明提供了一种岩屑床清理工具及使用方法，包括上接头、涡轮、旋转体和下接头，所述上接头、旋转体和下接头从上至下依次连接，所述旋转体包括壳体、径向连接杆和旋转轴，所述壳体和旋转轴通过径向连接杆连接，所述涡轮固定在旋转轴上，所述径向连接杆上设有流体通道。该岩屑床清理工具可以在固井套管下入时使用，通过循环钻井液，带动涡轮旋转，涡轮带动旋转体转动，将岩屑携带清理岩屑床，降低套管串下入磨阻，既保证了套管串的顺利下入，又解决了岩屑堵塞套管的问题，该工具结构简单，使用方便，可靠性高，生产加工成本低，强度高、摩阻小，容易建立循环清理岩屑床。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体涉及一种岩屑床清理工具及使用方法。

背景技术

岩屑床是在钻水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井时钻头不断破碎岩石形成的岩屑颗粒，岩屑颗粒在重力作用下沉积在水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井等的下井壁而形成的。在日常钻井过程中，如果不能很好的清除岩屑床或者是控制其形成则会造成诸多钻井问题，如：1、增加环空泥浆固相含量，减小环空间隙，形成椭圆井眼，造成憋泵以及降低钻速，增加起下钻的抽吸压力；2、易形成键槽和台阶，造成井下事故；3、钻井中悬重和钻压失真；4、造成扶正器、钻铤扭矩增大或扶正器泥包，导致憋钻；5、岩屑下沉造成砂卡或粘卡；6、导致旋转与推进摩阻增大，致使钻柱和套管磨损加剧；7、对钻柱施加钻压困难及地面驱动设备扭矩不足，影响钻进的效果；8、使套管下入、固井作业困难，水泥封固井质量变差，各类测试工具和测试仪器工作受阻等问题。

为了解决岩屑床带来的问题，目前主要采取以下措施：1、提高返速法，环空上返速度越高,越有利于清除岩屑，但返速太高，易造成上部松软地层垮塌掉块，同时对钻井设备和钻具也提出了更高的要求；2、改善泥浆性能法，一般采用正电胶泥浆体系,通过降低泥浆流性指数，提高动塑比，改善泥浆携岩性能，增强悬浮携带能力，但泥浆性能调整范围有限需要额外添加钻井液外加剂，使得钻井成本增加，而且较高的钻井液动塑比容易压漏地层，造成井漏；3、采用定时定井段的短起下钻，分段循环和划眼等措施，即对岩屑床不太严重的井段,可采用短起下钻，但是在起下钻具的过程中耗费较多的时间，影响钻进效率，间接增加钻井成本。上述几种方法，虽然对清除岩屑很有利，能达到清除岩屑床的效果，但却会带来对钻井设备与钻具要求提高、钻井成本增加以及耗时较长影响钻井效率等问题。同样达不到快速、稳定、高效清除岩屑床，从而达到优质钻井的目的。

目前，国内外已研制钻进过程中使用的岩屑床清除工具，存在如下问题：(1)大多采用纯机械式的岩屑床清除工具清除井筒环空底部沉积的岩屑，有少部分采用水力射流的方式清除岩屑床，但是整体效果都欠佳；(2)现有的岩屑床清除工具并没有针对各井段不同的岩屑沉积情况，通过同一工具采用不同的清除方式来分别针对性地进行清除；(3)极少有只针对岩屑床进行水力清除，而不影响井筒上壁面，且是通过通入流量大小来控制清除机构开启与关闭的岩屑床清除工具；(4) 不能在固井套管下入时使用，在长水平段水平井套管下入过程依然会受岩屑床的影响，导致套管无法顺利下入，影响固井作业的进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩屑床清理工具，克服现有的岩屑床清除工具不能在固井套管下入时使用的缺陷，降低套管串下入磨阻，确保套管串安全顺利下入到位。

本发明的另一个目的在于提供一种岩屑床清理工具的使用方法，在下套管过程中通过循环钻井液，带动涡轮旋转，涡轮带动旋转体转动，将岩屑携带清理岩屑床。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种岩屑床清理工具，包括上接头、涡轮、旋转体和下接头，所述上接头、旋转体和下接头从上至下依次连接，所述旋转体包括壳体、径向连接杆和旋转轴，所述壳体和旋转轴通过径向连接杆连接，所述涡轮固定在旋转轴上，所述径向连接杆上设有流体通道。

所述壳体上均匀分布有若干个V型槽道。