專利名稱：偏心防斜鉆具組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆井鉆具，具體地是一種偏心防斜鉆具組合。
石油鉆井的垂直度一直是技術(shù)難題，它影響油井的打井成本及油田開發(fā)，及防斜鉆具是油田在直井鉆井過程中為防斜打直設(shè)計使用的鉆具組合。當前使用的防斜鉆具組合有兩大類種，即滿眼鉆具和鐘擺鉆具。滿眼鉆具即采用足尺寸扶正器(比如鉆φ215mm井眼需采用φ214mm的扶正器)，鉆具整體剛度較大，在較大鉆壓下鉆具不易彎曲，鉆頭軸線轉(zhuǎn)角較小，其防斜效果較好，而一旦發(fā)生井斜其糾斜效果非常差，且由于井壁與扶正器間隙較小，極易造成縮徑卡鉆，因此采用刮刀鉆頭鉆井，很少使用該鉆具組合；鐘擺鉆具是利用扶正器以下鉆具鐘擺力進行防斜或糾斜，因此在直井內(nèi)無防斜作用，由于其剛度較小，加上下部鉆鋌容易彎曲，使鉆頭產(chǎn)生較大的軸向傾角，易發(fā)生井斜，因此不得不使用低鉆壓，影響鉆進速度和質(zhì)量。
本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種偏心防斜鉆具組合，它能適應(yīng)較大鉆壓快速鉆進，且防斜糾斜能力較強。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種偏心防斜鉆具組合，主要由鉆頭，鉆鋌、扶正器組成，其特征在于在鉆頭與扶正器之間的鉆鋌的適當位置連接有偏心短鉆鋌。
在較佳實施例中，所述偏心短鉆鋌的橫截面為在一空心圓柱面上凸設(shè)有扶正定位凸塊和偏重帶的組合形狀，所述扶正定位凸塊為兩塊，與圓心成180°對稱設(shè)置，所述偏重帶位于兩塊扶正定位凸塊之間，該扶正定位凸塊及偏重帶的外廊均為圓柱面且偏重帶的圓柱面外徑等于扶正定位凸塊的圓柱面外徑。
實施時，對于不設(shè)扶正器的鉆具組合，所述偏心短鉆鋌的安放位置是在距離鉆頭15米之內(nèi)的鉆鋌上。
本實用新型有以下積極有益的效果本鉆具組合一是根據(jù)鉆頭尺寸及扶正器以下鉆鋌剛度，合理設(shè)計了偏心短鉆鋌幾何形狀，使其在旋轉(zhuǎn)過程中具有足夠的離心力和較好的扶正作用，二是將上述偏心短鉆鋌配套成合理的下部鉆具組合，使其最大限度的減小鉆頭軸線轉(zhuǎn)角，增大鉆具的降斜力。
現(xiàn)以較佳實施例結(jié)合附圖進行說明


圖1為偏心短鉆鋌橫截面形狀示意圖；圖2為偏心防斜鉆具下部組合示意圖；圖3圖4圖5為鐘擺鉆具與偏心防斜鉆具效果對比，其中圖3為鐘擺鉆具；圖4為偏心防斜鉆具偏重帶轉(zhuǎn)至上井壁；
圖5為偏心防斜鉆具偏重帶轉(zhuǎn)至下井壁；本實用新型的偏心防斜鉆具組合，主要由鉆頭4，鉆鋌5、扶正器1組成，在鉆頭4與扶正器1之間的鉆鋌5的適當位置連接有偏心短鉆鋌2。
所述偏心短鉆鋌的橫截面為在一空心圓柱面上凸設(shè)有扶正定位凸塊和偏重帶3的組合形狀，所述扶正定位凸塊為兩塊201、202與圓心成180°對稱設(shè)置，所述偏重帶3位于兩塊扶正定位凸塊201、202之間，該扶正定位凸塊及偏重帶的外廊均為圓柱面且偏重帶3的圓柱面外徑等于扶正定位凸塊201、202的圓柱面外徑。
所述偏心短鉆鋌2的最佳安放位置是在距離鉆頭4約9-12米之間的鉆鋌上。
附圖中 Fp——井斜力F高——離心力F鐘——鐘擺力參照圖2，本實用新型的鉆具組合將偏心短鋌2安放在鉆頭4與扶正器1之間的鉆鋌5上，對于不設(shè)扶正器的鉆具組合，所述偏心短鉆鋌2的安放位置是在距離鉆頭15米之內(nèi)的鉆鋌上。
在旋轉(zhuǎn)鉆進過程中，在離心力的作用下，偏心短鉆鋌2的偏重帶3總是貼向井壁。當偏重帶轉(zhuǎn)至上井壁6時，由于偏心短鉆鋌外徑小于鉆頭直徑，鉆頭軸線轉(zhuǎn)角β出現(xiàn)負值，即鉆頭軸線8向井眼下井壁方向偏移，從而將因鉆壓造成的井斜分力變?yōu)榻敌绷σ妶D4，此時鉆具具有較好的防斜與糾斜效果；當偏重帶轉(zhuǎn)至井眼下井壁7時，偏重帶對鉆具起扶正和支撐作用，與鐘擺鉆具(見圖3)所示相比，大大減少了鉆頭軸線轉(zhuǎn)角見圖5，從而大大減少了鉆壓造成的井斜分力，增強了鉆具的防斜效果。同時由于鉆具離心力與鐘擺力重合且指向井眼下井壁，大大增強了鉆具降斜力，使鉆具有較好糾斜效果。該鉆具組合減小鉆頭的軸線轉(zhuǎn)角，大大減少鉆壓造成的井斜分力，能夠滿足在較大鉆壓下防斜鉆進，提高機械鉆速和井身質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種偏心防斜鉆具組合，主要由鉆頭，鉆鋌、扶正器組成，其特征在于在鉆頭與扶正器之間的鉆鋌的適當位置連接有偏心短鉆鋌。
2.如權(quán)利要求1所述的偏心防斜鉆具組合，其特征在于所述偏心短鉆鋌的橫截面為在一空心圓柱面上凸設(shè)有扶正定位凸塊和偏重帶的組合形狀，所述扶正定位凸塊為兩塊，與圓心成180°對稱設(shè)置，所述偏重帶位于兩塊扶正定位凸塊之間，該扶正定位凸塊及偏重帶的外廊均為圓柱面且偏重帶的圓柱面外徑等于扶正定位凸塊的圓柱面外徑。
3.如權(quán)利要求1所述的偏心防斜鉆具組合，其特征在于對于不設(shè)扶正器的鉆具組合，所述偏心短鉆鋌的安放位置是在距離鉆頭15米之內(nèi)的鉆鋌上。
專利摘要一種偏心防斜鉆具組合,其特征是在鉆頭與扶正器之間的鉆鋌的適當位置連接有偏心短鉆鋌,在較佳實施例中,所述偏心短鉆鋌的橫截面為在一空心圓柱面上凸設(shè)有扶正定位凸塊和偏重帶的組合形狀,所述扶正定位凸塊為兩塊,與圓心成180°對稱設(shè)置,所述偏重帶位于兩塊扶正定位凸塊之間,本實用新型合理設(shè)計了偏心短鉆鋌幾何形狀,使其在旋轉(zhuǎn)過程中具有足夠的離心力和較好的扶正作用,將偏心短鉆鋌配套成合理的下部鉆具組合,使其最大限度的減小鉆頭軸線轉(zhuǎn)角,增大鉆具的降斜力。
文檔編號E21B17/00GK2282057SQ9624936
公開日1998年5月20日 申請日期1996年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月17日
發(fā)明者殷朝陽, 于洪金, 代明午, 柏景海 申請人:大慶石油管理局鉆井二公司