随钻微扩孔井壁修整工具及其使用方法与流程

本发明涉及钻井领域，特别是涉及一种随钻微扩孔井壁修整工具及其使用方法。

背景技术：

在类似于空气钻等钻井中，由于钻头及地层的缘故，起钻后进行井眼重入时，或多或少的都存在着钻铤重入困难的问题。尤其是在煤层气开发过程中，由于上部地层可钻性差，井漏问题严重，均采用了空气钻井技术；但是在空气钻井结束后，由于井眼不规则，导致套管下入困难，此时就需要单独下一趟钻，用钻头带稳定器通井，不仅增加了井队的工作量，且通井结束后稳定器磨损严重，甚至导致稳定器报废。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种随钻微扩孔井壁修整工具及其使用方法，能在正常钻井过程中自动对井壁微台阶及不规则井段进行修整，并对井眼进行微扩孔，使扩孔后的井眼直径略大于钻头直径，不需下钻通井即能下套管，节约钻时。

为此，本发明的技术方案如下：

一种随钻微扩孔井壁修整工具，包括圆筒状本体、设置于所述圆筒状本体表面的扶正带和切削齿；所述圆筒状本体能连接在钻铤上，随钻铤的旋转而旋转；所述扶正带有多条，两两平行，每条扶正带均呈螺旋状凸出设置于所述本体表面；所述扶正带的上下两端与本体为弧形过渡；所述多条扶正带底部均设置有硬质合金层，同时，其中一条扶正带设置有硬质合金层的区域沿纵向镶嵌有切削齿，设置切削齿处直径大于钻头处直径。

进一步，所述多条扶正带中部也设置有硬质合金层，在设置有硬质合金层的区域，底部设有切削齿的同一扶正带的中部沿其纵向也镶嵌有切削齿。硬质合金层是采用堆焊的方法设置在扶正带表面的。优选，镶嵌切削齿处直径大于钻头处直径。

优选，所述扶正带的螺旋角为20～40°。

使用时，钻铤底部安装钻头，间隔一定距离，靠近钻头处安装一个所述随钻微扩孔井壁修整工具，不仅能修整井壁，还能对井眼进行扩孔，有效的防止起钻时稳定器遇卡阻现象的发生。

使用时，可在钻铤上安装多个所述随钻微扩孔井壁修整工具。

本发明的装置还可以使用现有稳定器进行制备，方法为：在现有稳定器的底部，或和中部用硬质合金堆焊耐磨层，然后在一条扶正带上镶嵌切削齿，设置切削齿处的直径略大于钻头直径，一般为1～5mm；安装在钻铤上后，由于只有一条扶正带上有切削齿，切削齿处为偏心结构，不影响钻具的下入、起出。钻具旋转，随钻微扩孔井壁修整工具上的切削齿的切削直径略大于钻头，故其开始微扩孔作业，对井壁不规则处进行修整。

本发明提供的随钻微扩孔井壁修整工具在正常钻井过程中自动对井壁微台阶及不规则井段进行修整，并对井眼进行微扩孔，使扩孔后的井眼直径略大于钻头直径。使用该随钻微扩孔井壁修整工具后，不仅有利于钻具的井眼重入，且不需要另外下钻通井，可以直接下套管，节约了钻时，降低了井队的工作量。相对于其它的随钻扩孔技术而言，微扩孔井壁修整技术并不会降低钻速，具有效率高、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明提供的随钻微扩孔井壁修整工具的结构图；

图2为图1的A-A面截面放大图；

图3a为本发明提供的随钻微扩孔井壁修整工具的使用状态图；

图3b为本发明提供的随钻微扩孔井壁修整工具的使用效果图。

图中，1-钻铤；2-随钻微扩孔井壁修整工具；4-井壁；5-钻头；6-本体；7-硬质合金层；8-切削齿。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1、2所示，一种随钻微扩孔井壁修整工具，包括圆筒状本体3、设置于圆筒状本体表面的扶正带6和切削齿8；圆筒状本体3能连接在钻铤1上，随钻铤1的旋转而旋转；扶正带6有多条，两两平行，每条扶正带6均呈螺旋状凸出设置于本体3表面；扶正带6的螺旋角为20～40°；扶正带6的上下两端与本体为弧形过渡；多条扶正带6底部均设置有硬质合金层7，同时，其中一条扶正带6设置有硬质合金层7的区域沿纵向镶嵌有切削齿8，设置切削齿8处直径大于钻头5处直径。

作为本发明的一个优选方案，多条扶正带6中部也设置有硬质合金层7，在设置有硬质合金层7的区域，底部设有切削齿8的同一扶正带6的中部沿其纵向也镶嵌有切削齿8。硬质合金层7是采用堆焊的方法设置在扶正带6表面的。优选，镶嵌切削齿8处直径大于钻头5处直径。

使用时，钻铤1底部安装钻头5，间隔一定距离，靠近钻头5处安装一个随钻微扩孔井壁修整工具2，不仅能修整井壁，还能对井眼进行扩孔，有效的防止起钻时稳定器遇卡阻现象的发生。

使用时，可在钻铤1上安装多个随钻微扩孔井壁修整工具2。

本发明的装置还可以使用现有稳定器进行制备，方法为：在现有稳定器的底部，或和中部用硬质合金堆焊耐磨层，然后在一条扶正带上镶嵌切削齿，设置切削齿处的直径略大于钻头直径，一般为1～5mm；安装在钻铤上后，由于只有一条扶正带上有切削齿，切削齿处为偏心结构，不影响钻铤的下入、起出。钻铤旋转，随钻微扩孔井壁修整工具2上的切削齿8的切削直径略大于钻头5，故其开始微扩孔作业，对井壁4不规则处进行修整。

进行钻井作业时，如图3a、3b所示，随着钻具的旋转，由于随钻微扩孔井壁修整工具耐磨带，即硬质合金层7上的切削齿8的切削直径略大于钻头5，故其开始微扩孔作业；下部耐磨带，即硬质合金层7，上的切削齿8开始对井壁不规则处进行修整。切削齿为偏心结构，故其不影响钻具的下入与起出。

图2所示为随钻微扩孔井壁修整效果示意图，虚线部分为井径实际截面图；点画线部分为专用工具扩孔直径，剖面线部分为地层。由该图可以看出，实际钻井过程中由于井壁不规则，导致套管下入困难；采用了随钻微扩孔井壁修整工具以后，对凸出井壁部分进行了刮削，对井壁不规则部分进行了修整，形成了光滑、规则的井壁，下入钻具、套管时不会存在遇阻。