CN205297337U - 一种钻井用扩孔掏穴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井用扩孔掏穴器，属于石油钻井工具领域。是用以处理缩径复杂井段及下套管遇阻的工具，至少包括：下接头、本体、复合片、刀翼、水眼、上接头，所述刀翼为翼翅结构，包括头部和根部；所述刀翼的头部为水平面与扇面相结合的形状，水平面为头部的底面，设置有复合片，扇面为头部的上面，设置有复合片。通过钻井液喷射所产生的反作用力，推动刀翼展开带动复合片加大工作半径；当划眼至井眼畅通后停泵，扩孔器刀翼收回至本体，将全部井下钻具起出，使用简便，安全可靠。可以实现同步扩眼、钻进、下套管作业，避免重复下套管，从而提高钻井成功率。适用与井深小于1500m的浅层钻井施工。也可用于常规裸眼扩眼施工。

Description

一种钻井用扩孔掏穴器

技术领域

本实用新型涉及石油钻井工具领域，特别涉及一种钻井用扩孔掏穴器。

背景技术

石油天然气钻井过程最常见的、危害极大的复杂情况之一是下套管遇阻，如处理不当往往导致井眼报废。对一些受注水影响水化严重的水敏性泥页岩地层，极易发生蠕动性缩径、井塌，钻井过程十分复杂。一些水敏性盐膏层、或盐膏/泥岩互层现场也常出现类似复杂情况。

对于类似地层下套管遇阻的处理，目前多采用循环钻井液工艺携带出塌块，然后恢复下套管。如出现开泵困难或循环无效，则需要起出全部套管，采用常规钻具结构通井、划眼，然后重新下套管。而一些蠕动时间间隔很短的地层，更易出现在同一地层下套管遇阻的情况。如此重复处理的结果，往往造成井眼大面积井塌、复杂甚至无法钻井。

目前国内已有液压式随钻可变径钻井工具及饭桶联合式扩孔器，但都不能用于过套管扩眼。针对下套管缩径、井塌遇阻难以处理的课题，采用同步扩眼、钻进、下套管的钻井工具尚未问世。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的扩孔掏穴器为地矿钻探处理煤层坍塌扩孔掏穴专用，不能用于石油钻井领域，因为用于石油钻井主要存在以下问题：一是刀翼最大扩孔直径只有310mm，不能满足复杂地层缩径扩眼的要求。二是刀翼流道采用流体为清水，而通常复杂井段钻井多采用高固相、高粘度和高密度的钻井液，由于钻井液腐蚀和冲蚀流道，扩孔掏穴器本体容易刺漏。三是无法满足钻井工艺12-15MPa高泵压的要求。四是掏穴器刀翼与钻头连接复杂，刀翼与钻头距离过长，导致造台阶和钻进过程不平稳。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种钻井用扩孔掏穴器。用以处理缩径复杂井段及下套管遇阻的情况，可以实现同步扩眼、钻进、下套管作业，避免重复下套管，从而提高钻井成功率。所述技术方案如下：

一种钻井用扩孔掏穴器，至少包括：下接头、本体、复合片、刀翼、水眼、上接头，所述刀翼为翼翅结构，包括头部和根部；所述刀翼的头部为水平面与扇面相结合的形状，水平面为头部的底面，设置有复合片，扇面为头部的上面，设置有复合片。

所述本体为圆柱体，设置有中心通孔，本体上部设置有外径小于所述本体外径且带通孔的上接头，本体下部设置有外径小于所述本体外径且带通孔的下接头。

所述本体、上接头及下接头整体成型为一体，衔接处倒角过渡，所述本体的中心通孔与所述上接头和下接头的通孔贯通。

所述刀翼对称设置在所述本体的中下部两侧。

所述刀翼的根部为圆弧形状，镶嵌在所述本体内壁设置的刀翼腔体内，刀翼的头部伸出所述本体外壁。

所述刀翼的头部伸出长度为所述刀翼整体长度的二分之一至三分之二，伸出部分设置有水眼。

所述刀翼通过钻井液喷射产生的反作用力展开并带动所述复合片加大工作半径。

所述复合片材质为布金刚石，复合片为若干个，均匀分布在所述刀翼头部。

所述下接头外径下部缩径，设置有外螺纹。

所述上接头外径为圆柱体，内腔设置有内螺纹。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过钻井液喷射所产生的反作用力，推动刀翼展开带动复合片加大工作半径；当划眼至井眼畅通后停泵，扩孔器刀翼收回至本体，将全部井下钻具起出，使用简便，安全可靠。

针对浅层钻井过程中钻遇蠕动性地层缩径、井塌，造成钻井、测井、下套管困难导致井眼报废的情况，下入钻井扩孔掏穴器，扩眼过程通过水力分配可实现套管内、外循环钻井液，同时旋转套管，通过加大划眼尺寸实现井眼畅通，有效防止卡钻、卡套管的情况。

用于处理缩径复杂井段及下套管遇阻的情况，可以实现同步扩眼、钻进、下套管作业，避免重复下套管，从而提高钻井成功率。适用与井深小于1500m的浅层钻井施工。也可用于常规裸眼扩眼施工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的钻井用扩孔掏穴器结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1下接头，2本体，3复合片，4刀翼，5水眼，6上接头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1所示，本实用新型实施例提供了一种钻井用扩孔掏穴器，是一种应用在石油钻井过程中处理井眼缩径严重及下套管遇阻的工具。该掏穴器至少包括：下接头1、本体2、复合片3、刀翼4、水眼5、上接头6等；具体地，所述本体2为圆柱管体，设置有中心通孔，本体2上部设置有外径小于本体2的外径且带通孔的上接头6，本体2下部设置有外径小于本体2的外径且带通孔的下接头1；所述的本体2、上接头6及下接头1整体成型为一体，衔接处45度倒角过渡，且本体2的中心通孔与上接头6和下接头1的通孔贯通；所述本体2的中下部对称设置有两片用于扩孔掏穴的刀翼4。

所述的刀翼4为翼翅结构，包括根部和头部，其根部为圆弧形状，镶嵌在本体2内壁设置的刀翼腔体内，头部伸出本体2外壁，伸出长度为刀翼4整体长度的二分之一至三分之二，伸出部分设置有水眼5；刀翼4的头部为水平面与扇面相结合的形状，底部为水平面，设置有若干个复合片3，上部为扇面，同样设置有若干个复合片3，所述复合片3材质为布金刚石，均匀分布在刀翼4头部。钻井过程中，通过钻井液喷射所产生的反作用力，推动刀翼4展开带动复合片3加大工作半径。

所述下接头1为管接头，其外径下部缩径，设置有431外螺纹。

所述上接头6为管接头，其外径为圆柱体，内腔设置有430内螺纹。

本实用新型实施例的工作原理：掏穴器进入工作状态时，钻井液从扩孔刀翼4上的水眼5中喷射而出，其喷射所产生的反作用力使扩孔刀翼4展开，从螺杆处接收纵向切力，扩孔掏穴器刀翼进行旋转纵向切削地层，从而达到扩穴、扩大井眼的效果；工作结束时停泵，喷射产生的反作用力消失，刀翼4在重力或刀翼4与孔壁摩擦力的作用下回收到刀翼腔体内。

本实用新型实施例钻井扩孔掏穴器的技术特点是：在下套管遇阻的施工中，钻井液从地面泵→钻杆→螺杆→中心通道→钻头→油套环空→地面排污池的纵向正常钻进工艺的基础上，又建立了从螺杆→中心通道→刀翼的横向扩孔掏穴工艺，从而达到在钻井的同时扩大复杂段井眼的目的。当下套管遇阻时，卸掉一根套管后连接一根循环短套管，将套管柱坐在井口，然后在套管内下入：领眼钻头+水力式扩孔器+动力螺杆+钻杆的一种非常规钻具组合，下钻至遇阻井段，开泵由螺杆提供动力，水力方式打开扩孔器刀翼进行扩眼至畅通。然后起钻恢复下套管。

可根据地层缩径、井塌和下套管遇阻的实际情况，以及不同井眼尺寸选择不同的钻具组合。如Φ311mm井眼下Φ244.5mm套管的情况，可下入Φ215.9mm领眼钻头和Φ216-335mm扩孔器，最大扩眼井径达到335mm，井径扩大率达到7.72％。使用过程中钻井液固体颗粒物直径不能过大，含量不能过多，以免堵塞喷咀，影响正常作业。

此外，本实用新型实施例还具有的优点，2013年，在老君庙油田L油藏2+3试验区钻井过程中，推广使用本扩孔掏穴器的钻井有10井次，累计扩孔井段468.08m，基本上有效解决了该区域由于BC层(为高水，敏性地层)缩径、井壁垮塌造成的卡钻、下套遇阻的复杂情况，钻井成功率100％，平均钻井周期17.5天。而没有使用本扩孔掏穴器的钻井有21井次，报废1口井，钻井成功率95.2％，平均钻井周期26.8天。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井用扩孔掏穴器，至少包括：下接头、本体、复合片、刀翼、水眼、上接头，其特征在于，所述刀翼为翼翅结构，包括头部和根部；所述刀翼的头部为水平面与扇面相结合的形状，水平面为头部的底面，设置有复合片，扇面为头部的上面，设置有复合片。

2.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述本体为圆柱体，设置有中心通孔，本体上部设置有外径小于所述本体外径且带通孔的上接头，本体下部设置有外径小于所述本体外径且带通孔的下接头。

3.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述本体、上接头及下接头整体成型为一体，衔接处倒角过渡，所述本体的中心通孔与所述上接头和下接头的通孔贯通。

4.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述刀翼对称设置在所述本体的中下部两侧。

5.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述刀翼的根部为圆弧形状，镶嵌在所述本体内壁设置的刀翼腔体内，刀翼的头部伸出所述本体外壁。

6.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述刀翼的头部伸出长度为所述刀翼整体长度的二分之一至三分之二，伸出部分设置有水眼。

7.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述刀翼通过钻井液喷射产生的反作用力展开并带动所述复合片加大工作半径。

8.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述复合片材质为布金刚石，复合片为若干个，均匀分布在所述刀翼头部。

9.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述下接头外径下部缩径，设置有外螺纹。

10.根据权利要求1所述的钻井用扩孔掏穴器，其特征在于，所述上接头外径为圆柱体，内腔设置有内螺纹。