專利名稱：一種定向井鉆井用組合鉆柱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油氣井工程領(lǐng)域，具體涉及一種定向井鉆井用組合鉆柱裝置。
背景技術(shù)：
由于定向井自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其軌跡控制的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)是摩阻和扭矩大，螺桿鉆具裝置角難以控制，鉆進(jìn)速度緩慢。目前我國(guó)定向井鉆井中為了加快螺桿鉆具裝置角控制速度，減小鉆井周期，主要采取以下幾種處理方式:一、加入處理鉆井液通過在鉆井過程在鉆井液中加入潤(rùn)滑劑，來減小鉆柱和井壁之間的摩擦阻力和扭矩，加快螺桿鉆具裝置角控制速度。但由于鉆井管柱和井壁之間的摩擦阻力和扭矩過大，如果加入的潤(rùn)滑劑太少，效果不理想；加入潤(rùn)滑劑太多，則作業(yè)成本加大。尤其是在評(píng)價(jià)井中，如果加入的潤(rùn)滑劑中有原油或者柴油的話，還會(huì)直接導(dǎo)致錄井的油氣顯示不準(zhǔn)確，很難判斷層位，使這一技術(shù)更是受到限制。二、采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向現(xiàn)在很大一部分定向井的施工，在定向鉆到一定深度后，會(huì)采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)完成。但在定向段的作業(yè)中，由于“推靠式”的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)Φ貙拥囊蕾囆院艽螅爸赶蚴健钡男D(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)τ谟行┑貙邮遣贿m合的。且旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向還處于壟斷時(shí)期，使用過程中作業(yè)費(fèi)高昂，成本太高。三、鉆進(jìn)中劃眼調(diào)整井下的鉆具由于產(chǎn)生屈曲，導(dǎo)致底部鉆具總成以及鉆柱和井壁之間會(huì)產(chǎn)生無數(shù)多的接觸點(diǎn)，所加的扭矩大部分被·這些接觸點(diǎn)卸載，導(dǎo)致加到螺桿鉆具上的扭矩很少，此時(shí)如果強(qiáng)制加大扭矩的話，會(huì)使接觸點(diǎn)突破井壁的束縛，螺桿鉆具上的扭矩突然增大很多，而對(duì)螺桿鉆具損壞很大。所以，一般情況將鉆完的一小段井段及時(shí)劃眼，修整井眼的光滑度。但其存在以下兩方面的缺陷:1短時(shí)間內(nèi)的勤劃眼，加大了鉆具“自鎖”卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。2雖然在一定程度上能減輕摩阻和扭矩，但是每次劃眼以后鉆頭到達(dá)井底時(shí)，耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間去重新控制螺桿鉆具裝置角，鉆井周期會(huì)增加很多。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠的定向井鉆井用組合鉆柱裝置。當(dāng)定向鉆井過程中，將該組合鉆柱裝置下入井內(nèi)，外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌無論承受多大軸向壓力波動(dòng)整個(gè)鉆柱都均不易隨意扭轉(zhuǎn)。這樣實(shí)現(xiàn)了大幅度縮短螺桿鉆具裝置角控制時(shí)間、提高定向鉆井效率以及降低定向鉆井成本的目的。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型定向井鉆井用組合鉆柱裝置由牙輪鉆頭1、螺桿鉆具2、浮閥3、扶正器
4、非磁鉆鋌5、測(cè)斜儀6、非磁鉆鋌7、震擊器8和鉆桿9從下到上依次直接連接組成。所述的牙輪鉆頭I是外徑為311.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)鉆頭；所述的螺桿鉆具2帶有1.5°彎度、夕卜徑是244.47毫米的API標(biāo)準(zhǔn)螺桿鉆具，主要用于定向井造斜；所述的浮閥3使用箭形浮閥，外徑是203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)浮閥，主要防止在鉆井時(shí)井噴事故；所述的非磁鉆鋌6、7是外徑是203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)非磁鉆鋌，其外壁焊接有小鋼條，小鋼條長(zhǎng)度20厘米，將鉆鋌外壁圓周三等分，每排小鋼條間隔半米遠(yuǎn)，用來防止定向鉆井時(shí)鉆柱扭轉(zhuǎn)；所述的扶正器4外徑是292.1毫米，用來穩(wěn)定整個(gè)鉆柱；所述的測(cè)斜儀6外徑是203.2毫米，用來實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)井眼軌跡；所述的震擊器8是機(jī)械式的，外徑是196.85毫米，用在鉆進(jìn)過程中發(fā)生卡鉆時(shí)解卡；所述的鉆桿是127毫米的API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿。通過理論分析證明，外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌6、7無論承受多大軸向壓力波動(dòng)均不易扭轉(zhuǎn)，并在本實(shí)用新型中從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了這一特征。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理:在定向鉆井作業(yè)過程中，先將組合鉆柱裝置下入井下，而組合鉆柱裝置是由牙輪鉆頭1、螺桿鉆具2、浮閥3、扶正器4、非磁鉆鋌5、測(cè)斜儀6、非磁鉆鋌7、震擊器8和鉆桿9從下到上依次直接連接組成。所述的螺桿鉆具2帶有1.5°彎度，主要用于定向井造斜；所述的浮閥3使用箭形浮閥，主要防止在鉆井時(shí)井噴事故；所述的非磁鉆鋌6、7外壁焊接有小鋼條，小鋼條長(zhǎng)度20厘米，將鉆鋌外壁圓周三等分，用來防止定向鉆進(jìn)時(shí)鉆柱的扭轉(zhuǎn)；所述的扶正器4用來穩(wěn)定整個(gè)鉆柱；所述的測(cè)斜儀6用來實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)井眼軌跡；所述的震擊器8是用機(jī)械式的，在鉆進(jìn)過程中發(fā)生卡鉆時(shí)解卡用。對(duì)于不同尺寸的井眼，單一的組合鉆柱裝置尺寸不能滿足定向鉆井施工要求，就設(shè)置不同組合鉆柱裝置尺寸和非磁鉆鋌外壁焊接的小鋼條的尺寸，直到完全滿足鉆井要求。這樣就達(dá)到了達(dá)到極大縮短鉆柱裝置角控制時(shí)間，從而降低定向井鉆井周期和成本的目的。所述的非磁鉆鋌外壁焊接的小鋼條的設(shè)置，一方面考慮到長(zhǎng)期使用的磨損，需要把小鋼條的直徑設(shè)置得稍微大些；另一方面如果小鋼條的直徑設(shè)置得太大，會(huì)造成旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)候整個(gè)鉆柱的扭矩太大，應(yīng)根據(jù)不同的井眼尺寸來設(shè)置小鋼條直徑的大小。該定向井鉆 井用組合鉆柱裝置在鉆井過程通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:(I)首先根據(jù)不同井段的自身情況，對(duì)整個(gè)組合鉆柱裝置的每個(gè)部分的尺寸進(jìn)行調(diào)整；(2)將組合鉆柱裝置中的非磁鉆鋌外壁上焊接有20厘米長(zhǎng)的小鋼條，小鋼條將外壁三等分，每排小鋼條之間間隔半米遠(yuǎn)，達(dá)到極大縮短鉆柱裝置角控制時(shí)間，從而降低定向井鉆井周期和成本的目的。本實(shí)用新型的有益效果:由上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可看出，本實(shí)用新型定向井鉆井用組合鉆柱裝置由于采用了外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌，無論承受多大軸向壓力波動(dòng)均不易扭轉(zhuǎn)，在定向鉆進(jìn)時(shí)大大縮短了組合鉆柱的裝置角控制時(shí)間。本定向井鉆井用組合鉆柱裝置經(jīng)室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)使用證明，具有使用方便、使用壽命長(zhǎng)，安全可靠，能夠減小定向鉆井時(shí)間，明顯的降低定向鉆井成本等特點(diǎn)，同時(shí)由于使用了震擊器，避免了定向井鉆井用組合鉆柱裝置在井下卡鉆后無法解卡的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的定向井鉆井用組合鉆柱裝置的主結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌俯視圖。圖中:1牙輪鉆頭，2螺桿鉆具，3浮閥，4扶正器，5非磁鉆鋌，6測(cè)斜儀，7非磁鉆鋌，8震擊器，9鉆桿。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:由牙輪鉆頭1、螺桿鉆具2、浮閥3、扶正器4、非磁鉆鋌5、測(cè)斜儀6、非磁鉆鋌7、震擊器8和鉆桿9，所有部件都選用API標(biāo)準(zhǔn)部件，在實(shí)際使用時(shí)是從下到上依次直接連接組成的。所述的牙輪鉆頭I是外徑為311.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)鉆頭；所述的螺桿鉆具2帶有1.5°彎度、外徑是244.47毫米的API標(biāo)準(zhǔn)螺桿鉆具，主要用于定向井造斜；所述的浮閥3使用箭形浮閥，外徑是203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)浮閥，主要防止在鉆井時(shí)的井噴事故；所述的非磁鉆鋌6、7是外徑是203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)非磁鉆鋌，其外壁焊接有小鋼條，小鋼條長(zhǎng)度20厘米，將鉆鋌外壁圓周三等分，每排小鋼條間隔半米遠(yuǎn)，用來防止定向鉆井時(shí)鉆柱扭轉(zhuǎn)；所述的扶正器4外徑是292.1毫米，用來穩(wěn)定整個(gè)鉆柱；所述的測(cè)斜儀6外徑是203.2毫米，用來實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)井眼軌跡；所述的震擊器8是機(jī)械式的，外徑是196.85毫米，在鉆進(jìn)過程中發(fā)生卡鉆時(shí)解卡用；所述的鉆桿是127毫米的API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿。通過理論分析證明，外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌6、7無論承受多大軸向壓力波動(dòng)均不易扭轉(zhuǎn)，并在本實(shí)用新型中從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了這一特征。本定向井鉆 井用組合鉆柱裝置經(jīng)室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)使用證明，具有使用方便、使用壽命長(zhǎng)，安全可靠，能夠快速控制螺桿鉆具的裝置角，明顯的降低定向鉆井成本等特點(diǎn)，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)用新型中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型涉及一種定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:它由牙輪鉆頭(I)、螺桿鉆具(2)、浮閥(3)、扶正器(4)、非磁鉆鋌(5)、測(cè)斜儀￠)、非磁鉆鋌(7)、震擊器(8)和鉆桿(9)從下到上依次直接連接組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:所述的螺桿鉆具(2)帶有1.5°彎度、外徑是244.47毫米的API標(biāo)準(zhǔn)螺桿鉆具，主要用于定向井造斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:所述的浮閥(3)使用箭形浮閥，其外徑是203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)浮閥，主要防止在鉆井時(shí)井噴事故。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:所述的非磁鉆鋌(6,7)是外徑203.2毫米的API標(biāo)準(zhǔn)非磁鉆鋌，其外壁焊接有小鋼條，小鋼條長(zhǎng)度20厘米，將鉆鋌外壁圓周三等分，每排小鋼條間隔半米遠(yuǎn)，用來防止定向鉆井時(shí)鉆柱的扭轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于:所述的震擊器(8)是機(jī)械式的，外徑是196.8 5毫米，用在鉆進(jìn)過程中發(fā)生卡鉆時(shí)解卡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油和地礦勘探定向井鉆井行業(yè)中使用的組合鉆柱裝置。定向井鉆井用組合鉆柱裝置，其特征在于它由牙輪鉆頭，螺桿鉆具，浮閥，扶正器，非磁鉆鋌，測(cè)斜儀，非磁鉆鋌，震擊器和鉆桿從下到上依次直接連接組成。所述的螺桿鉆具帶有1.5°彎度，主要用于定向井造斜；所述的浮閥主要防止在鉆井時(shí)井噴事故；所述的非磁鉆鋌外壁焊接有小鋼條，用來防止定向鉆井時(shí)鉆柱的扭轉(zhuǎn)。通過理論分析證明，帶有外壁焊接有小鋼條的非磁鉆鋌的本裝置在定向鉆井時(shí)無論承受多大軸向壓力波動(dòng)均不易扭轉(zhuǎn)，并在本實(shí)用新型中從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了這一特征，使得定向井鉆井能安全快速進(jìn)行，大大減小鉆井周期，節(jié)約鉆井成本，是一種全新的定向鉆井井下鉆柱裝置。
文檔編號(hào)E21B17/16GK203097716SQ20132009884
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者梁奇敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)