一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鉆井與油氣工程領(lǐng)域，具體涉及一種水平井鉆井射流磨碎巖短
-K-T。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，攜巖是水平井和大位移井鉆井的一個(gè)重要難題，如果巖肩攜帶效果達(dá)不到要求，會(huì)導(dǎo)致諸多問(wèn)題發(fā)生，如高摩阻和高扭矩，沉砂卡鉆，下套管與固井困難，鉆具磨損嚴(yán)重，測(cè)井儀器下入作業(yè)困難等，甚至導(dǎo)致鉆井作業(yè)可能被迫中止。然而，影響攜巖效果的一個(gè)最為重要的因素就是巖肩尺寸，根據(jù)斯托克斯定律，巖肩的沉降末速與巖肩粒徑的平方成正比，因此減小巖肩尺寸能大大提高攜巖效率。前人研宄和現(xiàn)場(chǎng)施工表明，在水平井和大位移井中，一般使用聚合物和油基鉆井液，小尺寸巖肩的攜巖效率明顯大于大尺寸巖肩?，F(xiàn)場(chǎng)為了控制巖肩床，經(jīng)常進(jìn)行很短距離地上提下放鉆具，使鉆頭提離井底后再回到井底，將鉆頭附近大顆粒巖肩推回井底重復(fù)破碎；限制鉆速，低鉆壓、高轉(zhuǎn)速，使鉆頭第一次破碎產(chǎn)生的巖肩不致于過(guò)大，但這都大大降低了機(jī)械鉆速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)，通過(guò)射流粉碎裝置粉碎巖肩，提高攜巖效率，從根本上消除水平井中的巖肩床。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)，包括鉆桿短節(jié)、射流粉碎裝置。
[0006]鉆桿短節(jié)包括短節(jié)上接頭、主流道、短節(jié)下接頭。
[0007]射流粉碎裝置包括巖肩吸入環(huán)空、高速射流噴嘴、負(fù)壓混合室、喉管、巖肩解離加速管、粉碎靶體、粉碎倉(cāng)、旁通；高速射流噴嘴入口與鉆桿短節(jié)的主流道連通，高速射流噴嘴的出口與負(fù)壓混合室的下端連接，負(fù)壓混合室的外側(cè)與巖肩吸入環(huán)空連通；負(fù)壓混合室的上端與喉管對(duì)接連通，喉管與巖肩解離加速管對(duì)接連通，巖肩解離加速管出口與粉碎倉(cāng)連通，粉碎倉(cāng)內(nèi)安有粉碎靶體正對(duì)著巖肩解離加速管出口，粉碎靶體的靶面與巖肩解離加速管的軸線(xiàn)呈0° -90°的夾角，粉碎倉(cāng)與旁通連通，旁通為入口小出口大的擴(kuò)散性圓管；射流粉碎裝置是水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，一方面射流粉碎裝置的高速射流噴嘴出口在負(fù)壓混合室產(chǎn)生負(fù)壓，抽吸巖肩，另一方面射流粉碎裝置基于高聚能射流的粉碎原理充分粉碎巖肩，大大提高巖肩的運(yùn)移效率。
[0008]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下良好效果:
[0009](I)本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，而且其射流粉碎裝置基于高聚能射流的粉碎技術(shù)能夠粉碎巖肩，大大降低水平井中巖肩的沉降末速，提高攜巖效率，從根本上消除水平井中的巖肩床。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)的示意圖；
[0011]圖2為水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)沿圖1左視示意圖；
[0012]圖3為水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)沿圖1中A-A的剖視示意圖；
[0013]圖中:1、鉆桿短節(jié)，2、射流粉碎裝置；101、短節(jié)上接頭，102、主流道，103、短節(jié)下接頭；201、巖肩吸入環(huán)空，202、高速射流噴嘴，203、負(fù)壓混合室，204、喉管，205、巖肩解離加速管，206、粉碎靶體，207、粉碎倉(cāng)，208、旁通。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型提出的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0015]一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)，包括鉆桿短節(jié)1、射流粉碎裝置2。
[0016]鉆桿短節(jié)I包括短節(jié)上接頭101、主流道102、短節(jié)下接頭103。
[0017]射流粉碎裝置2包括巖肩吸入環(huán)空201、高速射流噴嘴202、負(fù)壓混合室203、喉管204、巖肩解離加速管205、粉碎靶體206、粉碎倉(cāng)207、旁通208 ;高速射流噴嘴202入口與鉆桿短節(jié)2的主流道102連通，高速射流噴嘴202的出口與負(fù)壓混合室203的下端連接，負(fù)壓混合室203的外側(cè)與巖肩吸入環(huán)空201連通；負(fù)壓混合室203的上端與喉管204對(duì)接連通，喉管204與巖肩解離加速管205對(duì)接連通，巖肩解離加速管205出口與粉碎倉(cāng)207連通，粉碎倉(cāng)207內(nèi)安有粉碎靶體206正對(duì)著巖肩解離加速管205出口，粉碎靶體206的靶面與巖肩解離加速管205的軸線(xiàn)呈O° -90°的夾角，粉碎倉(cāng)207與旁通208連通，旁通208為入口小出口大的擴(kuò)散性圓管；射流粉碎裝置I是水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，一方面射流粉碎裝置I的高速射流噴嘴202出口在負(fù)壓混合室203產(chǎn)生負(fù)壓，抽吸巖肩，另一方面射流粉碎裝置I基于高聚能射流的粉碎原理充分粉碎巖肩，大大提高巖肩的運(yùn)移效率。
[0018]本實(shí)用新型的水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)的工作過(guò)程如下:
[0019]在鉆進(jìn)過(guò)程中，高壓鉆井液由主流道102進(jìn)入，一部分鉆井液由主流道102繼續(xù)流向井底，另一部分鉆井液由高速射流噴嘴202噴出，形成高速射流，高速射流在負(fù)壓混合室203產(chǎn)生負(fù)壓。此負(fù)壓通過(guò)巖肩吸入環(huán)空201對(duì)井眼環(huán)空的流體和巖肩進(jìn)行抽吸，將井眼環(huán)空的巖肩和鉆井液吸入負(fù)壓混合室203內(nèi)。高速射流噴嘴202噴出高聚能射流，在負(fù)壓混合室203產(chǎn)生負(fù)壓卷吸巖肩與鉆井液，巖肩與鉆井液在負(fù)壓混合室203和喉管204處被匯入高聚能射流，高聚能射流在解離加速管205解離帶微裂縫的巖肩，實(shí)現(xiàn)解離破碎，相間及顆粒之間的碰撞、互磨產(chǎn)生的沖擊壓力和剪切力造成顆粒的破碎，并實(shí)現(xiàn)對(duì)巖肩的加速。高速巖肩高速?zèng)_擊粉碎靶體206，利用瞬間沖擊力、水楔粉碎巖肩。帶微裂縫的細(xì)小巖肩在粉碎倉(cāng)207經(jīng)過(guò)多次反射碰撞進(jìn)一步粉碎，粉碎后的巖肩與鉆井液混合物在旁通208內(nèi)速度降下來(lái)后排入環(huán)空。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)，主要包括鉆桿短節(jié)，其特征在于在鉆桿短節(jié)本體加裝了射流粉碎裝置； 所述的射流粉碎裝置包括高速射流噴嘴、巖肩吸入環(huán)空、負(fù)壓混合室、喉管、巖肩解離加速管、粉碎靶體、粉碎倉(cāng)、旁通；高速射流噴嘴入口與鉆桿短節(jié)的主流道連通，高速射流噴嘴的出口與負(fù)壓混合室的下端連接，負(fù)壓混合室的外側(cè)與巖肩吸入環(huán)空連通；負(fù)壓混合室的上端與喉管對(duì)接連通，喉管與巖肩解離加速管對(duì)接連通，巖肩解離加速管出口與粉碎倉(cāng)連通，粉碎倉(cāng)內(nèi)安有粉碎靶體正對(duì)著巖肩解離加速管出口，粉碎靶體的靶面與巖肩解離加速管的軸線(xiàn)呈0° -90°的夾角，粉碎倉(cāng)與旁通連通，旁通為入口小出口大的擴(kuò)散性圓管。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水平井鉆井射流磨碎巖短節(jié)，主要包括鉆桿短節(jié)，其特征在于在鉆桿短節(jié)本體加裝了射流粉碎裝置。所述的射流粉碎裝置基于射流磨的原理有效粉碎巖屑，提高攜巖效率，從根本上消除水平井中的巖屑床，最終實(shí)現(xiàn)水平井安全高效鉆進(jìn)。
【IPC分類(lèi)】E21B21/16, B02C19/06, E21B17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204663436
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520297640
【發(fā)明人】陳緒躍, 高德利, 郭柏云
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日