一种随钻辅助堵漏工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种随钻辅助堵漏工具，属石油天然气钻探类钻井井下工具【技术领域】。该随钻辅助堵漏工具由工具本体和旋流喷嘴组成，工具本体上、下两端为连接螺纹，工具本体中部的管壁上开有径向通孔，径向通孔内安装有旋流喷嘴。所述的旋流喷嘴由叶轮和壳体组成，叶轮为三头矩形螺旋状，壳体为空心管状结构，叶轮置于壳体腔体内。本实用新型径向通孔直接与工具本体的中心通孔相连，结构简单，降低了加工精度要求，解决了大排量条件下分流孔易冲蚀的问题；旋流喷嘴内部的叶轮使形成的旋转射流速度分布相对均匀，更利于井壁稳定和泥饼的形成，降低了工具冲蚀井壁的风险。
【专利说明】一种随钻辅助堵漏工具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种随钻辅助堵漏工具，属石油天然气钻探类钻井井下工具【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着油气勘探开发的需要，深井、复杂井、特殊工艺井数量逐年上升，在钻井过程中出现的井漏问题一直是十分棘手的难题，处理井漏浪费了大量的人力、财力和时间，严重的井漏会引发井壁坍塌、卡钻和井喷事故，更有甚者会导致井眼报废，造成巨大的经济损失。我国各油田均有不同程度的井漏问题，特别是西部油气田深井的孔、洞和裂缝性井漏问题更加突出，如塔里木盆地、准格尔盆地的山前构造带、吐哈油田的丘陵地区、长庆油田的西峰地区和四川的川东地区等。新疆托普台地区二叠系井漏概率超过60%，在钻井、固井中出现漏失的几率较高，严重影响井下安全作业，且现有的承压堵漏技术耗时长，易出现后续作业再次漏失，严重制约了勘探开发提速提效的步伐。
[0003]目前，通常采用化学堵漏方法，如桥堵技术和胶凝封堵技术，但其承压能力差，堵漏剂无法与井壁有机融合，未达到无孔不入的封堵作用，缺少伸入井壁的作用力，没有解决井漏的根本问题。ZL 200720148879.X公开了一种物理法随钻防漏堵漏井下工具，包括工具体、侧喷嘴、中心分流管，工具体上开有分流管，分流管的两端设有侧喷嘴，当钻井液流体进入工具体后，通过I?4个分流孔将18%左右的流量分流到两个侧喷嘴，利用该工具将泵入的流量分流极小部分，采用旋转射流直接射向漏失地层，配合合适的钻井液体系，在漏失层井壁形成“人造井壁”，堵漏剂与井壁有机融合在一起，有效的解决化学静堵或水泥浆封堵后钻开又漏的难题。该工具喷嘴出口射流相对集中，存在冲蚀井壁的风险；在大于Φ311.1mm尺寸的井眼中快速钻进时，旋转射流过程中易形成喷射盲区，降低了随钻堵漏的效果；工具侧喷嘴外圆磨损严重、易失效；中心分流管的结构加工精度要求较高，且径向安装在工具中心通孔内，减小了工具中心通孔过流面积，因此，在大排量工况下，其分流孔易冲蚀，导致工具失效。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术喷嘴出口射流相对集中、易冲蚀井壁、易形成喷射盲区和工具喷嘴外圆易磨损失效的缺陷，提供一种随钻辅助堵漏工具。
[0005]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]本实用新型由工具本体和旋流喷嘴组成，工具本体上、下两端为连接螺纹，工具本体中部的管壁上开有径向通孔，径向通孔内安装有旋流喷嘴。
[0007]所述的旋流喷嘴由叶轮和壳体组成，叶轮为三头矩形螺旋状，壳体为空心管状结构，叶轮置于壳体腔体内。
[0008]所述的工具本体中部管壁上开有至少2个径向通孔，径向通孔为阶梯状，其内侧径向通孔的直径小于其外侧径向通孔的直径，其外侧径向通孔内安装有旋流喷嘴，其内侧径向通孔的直径小于叶轮的螺旋翼的外径，可将叶轮卡装在壳体的腔体内。
[0009]所述的旋流喷嘴出口端的工具本体的外管壁上镶嵌有硬质合金块。
[0010]所述的叶轮的螺旋翼方向右旋。
[0011]所述的叶轮的两端为锥体。
[0012]所述的壳体的出口端呈锥形，其出口内径小于叶轮的螺旋翼的外径。
[0013]所述的壳体通过卡簧卡装在工具本体外侧的径向通孔内，壳体的外管壁上安装有环形密封圈。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型径向通孔直接与工具本体的中心通孔相连，结构简单，降低了加工精度要求，解决了大排量条件下分流孔易冲蚀的问题；本实用新型的旋流喷嘴结构，可实现360°全面覆盖，在大于Φ311.1mm尺寸井眼中快速钻进时，消除易产生的喷射盲区，提高随钻堵漏效果；本实用新型的旋流喷嘴出口端的工具本体的外管壁上镶嵌有硬质合金块，在高钻速、高外圆线速度下有效提高旋流喷嘴的耐磨性，防止其外圆磨损，延长其工作寿命；本实用新型的旋流喷嘴内部的叶轮使形成的旋转射流速度分布相对均匀，更利于井壁稳定和泥饼的形成，降低了工具冲蚀井壁的风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的半剖示意图；
[0016]图2是本实用新型的剖面示意图；
[0017]图3是本实用新型的叶轮主视图；
[0018]1-工具本体，2-旋流喷嘴，3-硬质合金块，4-叶轮，5-壳体，6_卡簧，7_密封圈。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步描述:
[0020]本实用新型，如图1、图2、图3所示，由工具本体I和旋流喷嘴2组成，工具本体I上、下两端为连接螺纹，工具本体I中部的管壁上开有径向通孔，径向通孔内安装有旋流喷嘴2。
[0021]所述的旋流喷嘴2由叶轮4和壳体5组成，叶轮4为三头矩形螺旋状，壳体5为空心管状结构，叶轮4置于壳体5腔体内。
[0022]所述的工具本体I中部管壁上开有至少2个径向通孔，径向通孔为阶梯状，其内侧径向通孔的直径小于其外侧径向通孔的直径，其外侧径向通孔内安装有旋流喷嘴2，其内侧径向通孔的直径小于叶轮4的螺旋翼的外径，可将叶轮4卡装在壳体5的腔体内。
[0023]所述的旋流喷嘴2的出口端的工具本体I的外管壁上镶嵌有硬质合金块3，在高钻速、高外圆线速度下有效提高旋流喷嘴2的耐磨性。
[0024]所述的旋流喷嘴2的叶轮4的螺旋翼方向右旋。
[0025]所述的旋流喷嘴2的叶轮4的两端为锥体，起导流作用。
[0026]所述的旋流喷嘴2的壳体5的出口端呈锥形，其出口内径小于叶轮4的螺旋翼的外径，防止叶轮4脱落。
[0027]所述的旋流喷嘴2的壳体5通过卡簧6卡装在工具本体I外侧的径向通孔内，壳体5的外管壁上安装有环形密封圈7。
[0028]在进行随钻堵漏时，将本实用新型的工具本体I上端连接钻具，下端连接钻头，当钻井液进入工具本体I后，15?20%流量的钻井液，经工具本体I的径向通孔分流到旋流喷嘴2，通过叶轮4，改变了水力射流的方向和流速，在旋流喷嘴2出口处形成射流速度分布相对稳定均匀的水力射流，利用形成的旋转射流水力能量对井壁的冲击压力作用，把混入钻井液中的随钻防漏堵漏材料有针对性的强力推向漏失井壁岩石的缝隙和裂缝，在井壁形成致密的、有承压能力的泥饼和屏蔽环，有效提高漏失井壁的封堵能力，从而增大井壁的承压能力和钻井液密度的安全窗口，满足固井作业时的承压要求，避免地层发生漏失，提高工作效率，节约钻井周期。
【权利要求】
1.一种随钻辅助堵漏工具，由工具本体(I)和旋流喷嘴(2)组成，工具本体(I)上、下两端为连接螺纹，其特征在于:工具本体(I)中部的管壁上开有径向通孔，径向通孔内安装有旋流喷嘴(2)。
2.如权利要求1所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的旋流喷嘴(2)由叶轮⑷和壳体(5)组成，叶轮⑷为三头矩形螺旋状，壳体(5)为空心管状结构，叶轮(4)置于壳体(5)腔体内。
3.如权利要求1或2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的工具本体(I)中部管壁上开有至少2个径向通孔，径向通孔为阶梯状，其内侧径向通孔的直径小于其外侧径向通孔的直径，其外侧的径向通孔内安装有旋流喷嘴(2)，其内侧径向通孔的直径小于叶轮⑷的螺旋翼的外径，可将叶轮⑷卡装在壳体(5)的腔体内。
4.如权利要求1或2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的旋流喷嘴(2)出口端的工具本体(I)的外管壁上镶嵌有硬质合金块(3)。
5.如权利要求2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的叶轮(4)的螺旋翼方向右旋。
6.如权利要求2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的叶轮(4)的两端为锥体。
7.如权利要求2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的壳体(5)的出口端呈锥形，其出口内径小于叶轮(4)的螺旋翼的外径。
8.如权利要求2所述的一种随钻辅助堵漏工具，其特征是:所述的壳体(5)通过卡簧(6)卡装在工具本体(I)外侧的径向通孔内，壳体(5)的外管壁上安装有环形密封圈(7)。
【文档编号】E21B33/13GK204200163SQ201420643010
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】夏彬, 蒋金宝, 彭彬, 杨忠华, 王惠文, 李帮民 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院