一种旋流清砂器的制作方法

本实用新型涉及石油钻井工程中的井下工具技术领域，尤其涉及一种旋流清砂器。

背景技术：

在石油天然气及地质钻井中，随着水平井、大斜度井等一些特殊井眼轨迹井越来越多的被使用，由岩屑携带困难引发的一系列问题也不断呈现。特别是在水平井钻进过程中，该种现象极为明显，相对于垂直井中大块岩屑在重力作用下会下落到井底被钻头重复破碎，进而被钻井液携带走。水平井段岩屑会不断沉积在距离钻头一段距离后的下井壁，随着聚集的增多，形成明显的岩屑床等岩屑堆积结构，轻者增大钻进摩阻，重者诱发卡钻等事故，是钻井工程中急需避免与解决的问题。

如中国专利公告号为“204754827”的现有技术在2015年11月11日公开了一种机械液力双作用岩屑携带工具，其技术方案为该工具由上接头、上引流区、扰流凸棱、扰流槽、下引流区和下接头组成。工具本体开有用于内环空钻井液流通的中央流道，上接头与下接头采用接头螺纹与其它钻井工具连接。扰流凸棱和扰流槽位于工具本体中部，扰流凸棱上端为上引流区，下端为下引流区。上引流区上端为上接头、下引流区下端为下接头。该专利可用于滑动钻井作业和复合钻井作业中，能有效提升环空流体对岩屑的携带能力，同时对清除沉积在井眼下井壁上的岩屑也具有一定效果。但在实际使用过程中，由于扰流凸棱与井壁直接接触，导致扰流凸棱与井壁之间的摩擦较大，这使得扰流凸棱的磨损较大，降低了整个工具的使用寿命。另外，在井下往往存在着体积比岩屑稍大的岩块，而这些岩块会对工具造成损伤并阻挡其正常转动，进一步降低了工具的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种旋流清砂器，本实用新型在水力和机械耦合的作用下，能够在破坏岩屑的同时清除岩屑类流砂，从而减小钻具组合与井壁的摩阻和降低旋转钻柱的磨损程度，避免发生卡钻等井下复杂事故，保证更清洁和更稳定的井下工作情况，提高钻井效率，降低钻井成本，延长工具使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种旋流清砂器，包括工具本体，工具本体上设置有扰流凸棱，其特征在于：所述扰流凸棱上固定设置有凸出于扰流凸棱表面的硬质合金块。

所述硬质合金块的数量为多个，多个硬质合金块均匀镶嵌在扰流凸棱上。

所述的多个硬质合金块在扰流凸棱上呈V字形排布。

所述硬质合金块与扰流凸棱过盈连接。

所述硬质合金块为圆柱形结构。

所述硬质合金块凸出于扰流凸棱表面0.45—0.55mm。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型通过在扰流凸棱上固定设置凸出于扰流凸棱表面的硬质合金块，在水力和机械耦合的作用下，既能够对岩块有较好的碾压破碎作用，又能够减小岩块对工具的损伤和减小工具与井壁间的摩擦，即本实用新型能够在破坏岩屑的同时清除岩屑类流砂，从而减小钻具组合与井壁的摩阻和降低旋转钻柱的磨损程度，避免发生卡钻等井下复杂事故，保证更清洁和更稳定的井下工作情况，提高钻井效率，降低钻井成本，延长工具使用寿命。

二、本实用新型将多个硬质合金块均匀镶嵌在扰流凸棱上，既能够提高对岩块的碾压破碎效果，又能够有效减少工具的磨损。

三、本实用新型将扰流凸棱上的多个破质合金块设置为V字形排布，该结构与扰流凸棱的形状相适配，还仅提升了工具的耐磨性，还可以减少钻井扭矩。

四、本实用新型中的硬质合金块与扰流凸棱采用过盈连接的结构，提升了硬质合金块在扰流凸棱上的稳固性。

五、本实用新型中的硬质合金块设置为圆柱形结构，有利于提升硬质合金块对岩块的碾压破碎效果。

六、本实用新型中硬质合金块凸出于扰流凸棱表面0.45—0.55mm，该结构能够在不妨碍钻柱转动的前提下，提升其对岩块的碾压破碎效果。

七、本实用新型主要用于石油、天然气及地质钻井中，使用时直接连接于钻柱，能有效预防水平井、大斜度井、大位移井、多分支井的造斜段和水平段岩屑床的形成，并可及时高效清除已有岩屑类流砂，可消除水平井、大斜度井等复杂结构井造斜段和水平段的岩屑沉降或粘接成团导致的卡钻风险，保证钻井作业的正常进行。同时还具有结构简单、操作方便、适用性强、安全性高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A—A剖视图；

图3为图2中的I处放大图；

图中的标记为：1、工具本体，2、扰流凸棱，3、硬质合金块。

具体实施方式

实施例1

一种旋流清砂器，包括工具本体1，工具本体1上设置有扰流凸棱2，所述扰流凸棱2上固定设置有凸出于扰流凸棱2表面的硬质合金块3，所述硬质合金块3与扰流凸棱2过盈连接。进一步的，所述硬质合金块3的数量为多个，多个硬质合金块3均匀镶嵌在扰流凸棱2上，且多个硬质合金块3在扰流凸棱2上呈V字形排布。

本实施例中，工具本体1采用高强度合金钢作为本体材料，强度高、稳定性好，机械性能(抗扭、抗拉)不低于同规格钻杆。其中，连接在钻杆中的旋流清砂工具数目可以根据不同井段进行选择，一般间隔3根钻柱安装一件旋流清砂工具，使用效果更佳。

实施例2

一种旋流清砂器，包括工具本体1，工具本体1上设置有扰流凸棱2，所述扰流凸棱2上固定设置有凸出于扰流凸棱2表面的硬质合金块3，所述硬质合金块3为圆柱形结构。

实施例3

一种旋流清砂器，包括工具本体1，工具本体1上设置有扰流凸棱2，所述扰流凸棱2上固定设置有凸出于扰流凸棱2表面的硬质合金块3， 所述硬质合金块3凸出于扰流凸棱2表面0.45—0.55mm，其中，优选硬质合金块3凸出于扰流凸棱2表面0.5mm。

本实用新型的使用方法为：

1、下井前对旋流清砂工具主要部位检查，本体表面无碰扁和影响强度的裂纹等缺陷，螺纹应完好。

2、扰流凸棱2上镶嵌的硬质合金安装稳固。

3、旋流清砂工具紊流结构(扰流凸棱2)直径不大于钻杆接头直径，且在安装部位强度不低于常规钻杆本体强度。

4、连接在钻杆中的旋流清砂工具数目可以根据不同井段进行选择，间隔3根钻柱安装一件旋流清砂工具，使用效果更佳。

5、旋流清砂工具与钻杆连接的上扣扭矩，遵照钻杆上扣扭矩。

6、起下钻时做到操作平稳，不猛刹、猛放、猛倾，防止钻具剧烈摆动。

7、下钻中若遇键槽、狗腿、井径缩小井段，应缓慢下放。

8、下钻中若遇沉砂（或垮塌物），应开泵循环转动钻具，清除沉砂（或垮塌物）。

9、下钻完毕，充分循环泥浆、冲洗内筒、清洁井底，转动钻具的同时，下放钻具，使钻头接近井底，校对灵敏表。

10、在转动钻具时，严禁钻具猛烈反转，以防倒开接头螺纹。