[发明专利]用于复杂井况下快速起钻的钻杆刮泥器及其刮泥方法

说明书

本发明公开了用于复杂井况下快速起钻的钻杆刮泥器及其刮泥方法，包括用于可拆卸连接在钻台固定设备上的紧固件、用于安装刮泥圈的安装件，还包括连接在紧固件与安装件之间的弹性件；所述刮泥圈呈不闭合的环状结构，刮泥圈的两端分别为固定端、活动端，所述固定端固定连接在安装件上、所述活动端可拆卸连接在安装件上；当无外力作用时，所述刮泥圈的内径小于待刮泥钻杆的杆体外径。本发明的目的在于提供用于复杂井况下快速起钻的钻杆刮泥器及其刮泥方法，以解决现有技术中在快速起钻或短起作业时没有既不需要拆装装盘补芯、又不消耗钻工人力的刮泥方式的问题，实现提高井下安全性、同时降低起钻人力消耗的目的。

技术领域

本发明涉及油气开发领域，具体涉及用于复杂井况下快速起钻的钻杆刮泥器及其刮泥方法。

背景技术

钻杆刮泥器用于石油天然气钻井领域，用于在起钻过程中刮掉钻杆外壁附着的钻井液，避免起出的钻杆立柱在钻台上大量抛洒钻井液导致钻台过脏。钻台井口具有转盘及配套的补芯，传统的钻杆刮泥器一般与转盘补芯配套使用，当需要刮泥时，先用吊车或气动绞车取出补芯，再放入配套的刮泥器，之后重新装回补芯，进行起钻作业。起钻完成后，还需要再次拿出补芯将刮泥器取出、再重新装回补芯。这种传统刮泥器存在如下两个弊端：(1)当井况不佳、井下状况复杂需要快速起钻时，安装刮泥器耗时较长、钻具在井内静止时间较长，容易诱发卡阻现象，严重时甚至导致卡钻事故；(2)长距离井段的钻井施工一般都会有若干次短起下钻作业，短起长度较短，专门安装刮泥器需要两次拆装转盘补芯，效率低下影响工期。为此，现有技术中，在面临上述起钻情况时，一般钻井工程师都会从安全性和实效性方面考虑，不安装刮泥器，而是采用人工刮泥。所谓人工刮泥，是两名钻工分别位于井口相对两侧，一人手持一根刮泥棒，刮泥棒由一根布条或胶条将两根木棍连接而成；在起钻过程中保持布条或胶条与钻杆外壁的接触，一名钻工基本控制钻杆外壁周向180°的范围，因此需要两名钻工配合才能够完成对整个钻杆外壁的刮泥作业。众所周知，在起钻过程中，这两名井口钻工本就要不断的进行座卡瓦、打大钳、提卡瓦等操作，劳动强度极大，而一旦加上刮泥作业，则在整个起钻过程中完全没有了休息时间，导致人力消耗极大。

现有技术中也出现了外置式的自动刮泥器，即不用临时内置在转盘内的刮泥器，如CN202544813U。该技术通过强力磁铁脚吸附在转盘上方实现自动刮泥。但是这类现有技术根本无法适用于复杂井况下的快速起钻，原因至少包括：(1)由于两个工具本体通过磁性吸附在转盘上表面且包覆钻杆、占据了井口位置，导致无法座钻杆卡瓦，而众所周知座卡瓦是每一柱钻杆起下钻所必须的，否则根本无法实现起下钻作业。因此，这类现有技术在起钻过程中，每起出一柱钻杆就必须移开两个工具本体、腾出井口位置，才能够座卡瓦、然后进行后续的卸扣作业。然后待后一柱钻杆上提前，又需要将两个工具本体重新包覆在井口钻杆外。这势必导致每起出一柱钻杆，工人就需要对两个工具本体进行一次打开锁扣、移走、复位、闭合锁扣的作业。以井深2000m的浅井为例，钻杆就需使用70来柱，也就是说多增加了70多次上述操作，更别提我国西部以四川、新疆为代表的油气田一般都是5000m以上的深井钻探。附加了如此之多的操作步骤必然导致起钻速度受到大幅干扰，且每一柱钻杆拆卸的耗时大幅增长、井内钻具的静止时间大幅增大，存在严重的井下安全隐患。(2)两个工具本体都通过配重块和强力磁铁脚稳固在转盘上，钻工在每次座卡瓦前将其从井口移走时，都需要通过人力克服配重块的重力和强力磁铁脚对转盘面的磁力，不仅没能减轻工作量，反而显著增大了人力消耗。(3)此外，强力磁铁脚虽然能够对转盘产生磁性吸附力，但是众所众知，常见井下钻具中，除了在测斜仪(MWD)前后使用的非磁钻铤外，其余所有井下钻具如钻杆、钻铤、扶正器等等均是铁质材料，也就是说，对于动辄几千米的钻具而言，一般仅在底部钻具组合(BHA)中有几十米的非磁材质，其余所有钻具都是要受到磁性吸附的材质，因此现有技术中通过强磁吸附井口转盘的作业模式，势必会对取出的钻具施加干扰阻力，这不仅无端增大了钻井绞车荷载、加速了钻井大绳的磨损、提高了钻井大绳滑移、切割的频率，甚至还会导致起钻过程中的大钩载荷无端增大，而大钩载荷是起钻过程中司钻判断井况的最主要指标，一旦大钩载荷失真、司钻极易出现判断误差，严重时同样导致工程事故。