CN210049819U - 连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油天然气勘探开发连续管钻井技术领域，尤其是涉及一种连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，其特征在于包括下接头，套接在此下接头内孔中的组合锤体，套接在此组合锤体外且与下接头滑动连接的上接头，连接下接头和上接头的悬挂体，组合锤体包括筛管，套装在此筛管外的副锤，套装在此副锤外的主锤，套装在筛管外且限制副锤和主锤轴向移动的导流帽。本实用新型提高了钻头的耐久性并延长了钻头的寿命，增加整个连续管的可靠性，消除了由于粘滑而带来的危害，减少了连续管管柱上的扭力振荡，减少了反冲扭力。

Description

连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置

技术领域

本实用新型属于石油天然气勘探开发连续管钻井技术领域，尤其是涉及一种连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置。

背景技术

连续管钻井技术具有成本低、效率高、安全可靠性强等优势，近年来在国外应用广泛,取得了良好的经济效益；而国内目前还没有连续管钻井现场应用的先例，仅限于修井作业领域。区别于常规旋转钻井，连续管不能旋转的特点决定了其必须借助特殊的井下工具才能实现钻进过程，而这正是制约连续管钻井在国内发展的主要原因之一。在分析连续管钻井工具特性和组成基础上，对比不同类型工具的优缺点和国内外发展现状，提出国内连续管钻井工具引入最新常规钻井工具发展思路的新建议，为国内连续管钻井技术的应用及推广起到一定的借鉴意义。目前连续管钻井在长城钻探已成功实施两口侧钻井裸眼段的定向钻进，反映出的主要问题是在钻进中硬和硬地层时进尺缓慢。主要原因是采取的是单牙轮钻头、连续管受钻头和动力钻具反扭矩影响扭曲严重，因管体与地层接触面积增加，管体井下摩阻和粘滑现象尤为突出，此现象严重制约了连续管钻井技术的发展。

目前，扭冲工具是一种基于PDC钻头剪切机理的高效辅助破岩工具。工作时，内部摆锤在钻井液驱动下，做往复敲击的运动，从而为PDC钻头提供高频的扭转冲击作用力。扭冲工具可显著解决PDC钻头所固有的卡滑问题，提高机械钻速；缓解钻柱扭转震荡，稳定钻进过程，改善井下仪器及钻头等钻具的工况条件，延长钻具使用寿命.从而提高钻井时效。

由于连续管钻井受管体强度影响，目前国内技术只应用在4-3/4＂和6＂小井眼钻井中，而扭冲工具解决的只是8-1/2＂、9-1/2＂以上的大井眼钻井，签于此点，改进研发适合于小井眼钻井应用的一种连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置变得紧迫和必要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适合小井眼钻井应用的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，延长钻头寿命，消除由于粘滑而带来的危害。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，其特征在于包括下接头，套接在此下接头内孔中的组合锤体，套接在此组合锤体外且与所述下接头滑动连接的上接头，连接所述下接头和上接头的悬挂体，所述的组合锤体包括筛管，套装在此筛管外的副锤，套装在此副锤外的主锤，套装在所述筛管外且限制所述副锤和主锤轴向移动的导流帽，

所述的副锤上设有副锤泄流孔、副锤左侧流道和副锤右侧流道，

所述的主锤上设有主锤泄流孔、主锤左侧流道和主锤右侧流道，

所述的筛管上分布有六道能产生旋流作用的反向螺旋槽。

所述的悬挂体通过顶丝固定在所述上接头的螺纹孔内。

本实用新型的优点：

(1)本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，提高了钻头的耐久性并延长了钻头的寿命，增加整个连续管的可靠性，消除了由于粘滑而带来的危害，减少了连续管管柱上的扭力振荡，减少了反冲扭力；

(2)本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，大大增加了钻头在较坚硬岩层的机械钻速，增加机械钻速30％以上，并提供额外的均匀稳定的高频的扭向上的冲击力，帮助提高PDC钻头剪切岩层，减少了滑脱、卡钻现象；

(3)本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，纯机械构造，无橡胶元件，无电子元件，失效之后不会造成额外影响，钻进可依然进行，消除了在定向井作业时产生的误差和故障；

(4)本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，可以在油层中提速，在油层中使用可以更好的保护油层，大大减少起下钻次数，节省巨大成本和钻井时间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型图1的A-A视图。

图3为本实用新型图1的B-B视图。

图4为本实用新型图1的C-C视图。

图5为本实用新型的主锤正击(逆)后连通副锤左侧流道的示意图。

图6为本实用新型的副锤正击(逆)后连通主锤右侧流道的示意图。

图7为本实用新型的主锤反击(顺)后连通副锤右侧流道的示意图。

图8为本实用新型的副锤反击(顺)后连通主锤左侧流道的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-8所示，本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，其特征在于包括下接头1，套接在此下接头1内孔中的组合锤体，套接在此组合锤体外且与所述下接头1滑动连接的上接头2，连接所述下接头1和上接头2的悬挂体3，所述的组合锤体包括筛管5，套装在此筛管5外的副锤6，套装在此副锤6外的主锤7，套装在所述筛管5外且限制所述副锤6和主锤7轴向移动的导流帽8，组合锤体被上接头2限位，防止其轴向移动；

所述的副锤6上设有副锤泄流孔10、副锤左侧流道9和副锤右侧流道11，

所述的主锤7上设有主锤泄流孔12、主锤左侧流道13和主锤右侧流道14，

所述的筛管5上分布有六道能产生旋流作用的反向螺旋槽。

所述的悬挂体3通过顶丝4固定在所述上接头2的螺纹孔内，顶丝4起限位和固定作用，防止悬挂体3露出。

本实用新型的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，下接头1、上接头2、筛管5、副锤6、主锤7、导流帽8彼此间均为金属密封式的滑动配合；下接头1与上接头2通过内外球槽被悬挂体3限位、固定并连接；下接头1与上接头2通过自身牙坎结构可进行径向正反微量转动，并传递扭矩；整体结构的设置在工具内部形成径向液压缸结构，在有钻井液流动的工况下，完成周向冲击发生过程。钻井液从上接头2上端经过导流帽8流进主锤7并二次分配到副锤6内，来源于钻井液的巨大能量使得工具总成内的主锤7和副锤6相互反转起来，产生的机械冲击能量由下接头1的驱动轴集中均匀地传送到PDC钻头上，持续稳定的高频冲击扭力可达600～1200次/分钟，这时候PDC钻头上就有两个力在切削地层，一个是动力钻具提供的扭力，一个是工具总成内部提供的周向冲击力，并且这个力直接传递到PDC钻头本身，对连续管不产生任何作用，从而大大降低PDC钻头和连续管的粘滑现象，大幅提高钻进速度，延长PDC钻头寿命。

本实用新型在保证井身质量的同时提高机械钻速，消除了井下钻头运动时可能出现的一种或多种振动的现象，使整个连续管的扭矩保持稳定和平衡，巧妙地将钻井液的流体能量转换成扭向的、高频的、均匀稳定的机械冲击能量并直接传递给PDC钻头，使钻头和井底始终保持连续性。

本实用新型在实际操作中提高了钻头的耐久性并延长了钻头的寿命，增加整个连续管的可靠性，消除了由于粘滑而带来的危害，减少了连续管管柱上的扭力振荡，减少了反冲扭力；大大增加了钻头在较坚硬岩层的机械钻速，增加机械钻速30％以上，并提供额外的均匀稳定的高频的扭向上的冲击力，帮助提高PDC钻头剪切岩层，减少了滑脱、卡钻现象；本实用新型属纯机械构造，无橡胶元件，无电子元件，失效之后不会造成额外影响，钻进可依然进行，消除了在定向井作业时产生的误差和故障；可以在油层中提速，在油层中使用可以更好的保护油层，大大减少起下钻次数，节省巨大成本和钻井时间。

Claims (2)

1.一种连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，其特征在于包括下接头，套接在此下接头内孔中的组合锤体，套接在此组合锤体外且与所述下接头滑动连接的上接头，连接所述下接头和上接头的悬挂体，所述的组合锤体包括筛管，套装在此筛管外的副锤，套装在此副锤外的主锤，套装在所述筛管外且限制所述副锤和主锤轴向移动的导流帽，

所述的副锤上设有副锤泄流孔、副锤左侧流道和副锤右侧流道，

所述的主锤上设有主锤泄流孔、主锤左侧流道和主锤右侧流道，

所述的筛管上分布有六道能产生旋流作用的反向螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的连续管钻井用小井眼周向冲击发生装置，其特征在于所述的悬挂体通过顶丝固定在所述上接头的螺纹孔内。

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