一种钻井用硬质合金破井工具的制作方法

本发明属于石油钻井技术领域，涉及一种钻井用硬质合金破井工具。

背景技术：

石油钻井工程是一项高风险行业，一旦井下发生事故，其经济损失是非常巨大的。在各类卡钻事故中，“键槽卡钻”此类事故多发生在定向井或特殊定向施工的井中，随着定向井井眼曲率越来越大，键槽卡钻在卡钻事故中的比例也呈上升趋势。

形成键槽卡钻的主要原因是：在定向井中，由于井眼曲率大，钻井周期长，钻杆接头在靠井壁处多次拉刮而形成键槽。起钻时，大于钻杆接头直径的钻铤、套管、接头或钻头进入键槽后就会形成卡钻。

键槽卡钻的危害：键槽卡钻是一类恶性卡钻事故，处理难度较大，处理顺利的井损失也会达十余万，而一旦造成填井侧钻，则损失会高达几十万甚至上百万。特别是盐岩层井段要求下tp130厚壁套管，这种套管由于外径大、壁厚、刚性大，如果存在键槽的话，则很容易造成卡套管事故，严重的会造成全井报废，损失达数百万元，键槽卡钻的危害可见一斑。

键槽卡钻的预防：预防键槽卡钻最有效的方法一是提高钻井速度，缩短钻井周期，在键槽形成之前完井；一旦键槽形成，只有使用破键工具(破键器)及时将产生的键槽破坏掉。

现有技术中，常用的破键工具主要有滑套式和固定式破键器，此类工具的主要缺点是价格昂贵(或租赁费用高)、使用不方便，在使用时需要专门起下钻进行破键作业，而不能在正常钻进时使用。这样既延长了钻井周期，又增加了钻井费用，许多钻井队为了省钱、省事，报着侥幸心理，不去破键，结果导致了卡钻事故。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，解决现有带过滤的油井筛管构造繁复，过滤层易变形影响过滤效果的问题。本发明之目的是提供一种结构简单实用，下井作业简便，作业中进油过滤效果稳定，适于地下油气层含细沙较多的环境开采石油的新式油井筛管。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的用于石油钻井时所形成键槽的破键工具。本发明的破键工具要在现有技术的基础上制作简单，使用方便，破键效果要好。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种用于石油钻井时所形成键槽的破键工具，该破键工具是在普通破键工具外侧壁上焊接有多个棱条，所述的棱条为硬质合金材质。在本发明的破键工具中，所述棱条为右旋地焊接在破键工具的外侧壁上。

在本发明的破键工具中，所述的棱条为三条，该三条棱条均匀地焊接在普通破键工具的外侧壁上。

在本发明的破键工具中，所述的破键工具为破键接头或为破键扶正器。

在本发明的破键工具中，破键接头的本体外径φ178mm，长度80-100cm，硬质合金棱条的长度40-60cm，宽度20-30mm，厚度10-12mm，整体外径为200mm。

在本发明的破键工具中，所述破键扶正器的外径φ212-214mm，所述硬质合金棱条的长度10cm，宽度5cm，厚度5mm。

本发明的有益效果是：

1.本发明的破键工具是在现有技术的基础上在其外侧壁增加了硬质合金材质的棱条，并且这些棱条要右旋地焊接在外侧壁上，这样是利用其旋转下行时硬质合金棱条可以不断地刮削键槽或者缩径处的井壁，从而达到破键的目的。

2.本发明的破键工具制作简单，使用方便，并且破键效果良好，具有很好的市场推广前景。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

具体实施方式

本发明的用于石油钻井时所形成键槽的破键工具是在普通破键工具基础上进行改进的，具体是在普通破键工具的外侧壁上焊接有多个棱条，所述的棱条为硬质合金材质。选用硬质合金材质的目的是其具有耐磨性能和较高的硬度。这些硬质合金材质的棱条是采用右旋的方式焊接在破键工具的外侧壁上。本发明主要是利用旋转下行的硬质合金棱条可以不断刮削键槽(或缩径处)的井壁而达到破键的目的。采用右旋的目的是可以钻井是出现下行的效果，使得磨下的砂石等向下移动。为了便于加工，并且增加破键效果，所述的棱条设计为三条，该三条棱条均匀地焊接在普通破键工具的外侧壁上。

在现有技术的破键工具中主要有破键接头和破键扶正器两种类型。其中，破键接头主要用于全角变化率较大的井段。而破键扶正器主要用于全角变化率较小或缩径井段，利于电测和下套管的顺利进行。

如图1所示，本发明的破键工具中的破键接头由普通破键接头和在其本体1上敷焊的三条右旋型硬质合金材质的棱条2构成。以φ215.9mm井眼为例，破键接头的主要技术参数如下：接头扣型411×410；本体外径φ178mm；长度80-100cm；硬质合金棱长40-60cm，宽20-30mm，厚度10-12mm，整体外径达到200mm左右。

本发明的破键工具中的破键扶正器则由普通扶正器敷焊硬质合金而成，其结构与普通螺旋扶正器相同。其中一个破键扶正器技术参数如下：外径φ212-214mm，硬质合金棱条的长度10cm，宽度5cm，厚度5mm。

本发明的破键工具的加工方法如下：①破键接头的制造：按照上述技术参数，在φ178mm本体接头上使用硬质合金焊条，等距敷焊三条螺旋硬质合金棱，使其自然冷却即可使用。②破键扶正器的制造：在φ212-214mm螺旋扶正器的螺旋体上下两端各敷焊长10cm、宽5cm、厚5mm的硬质合金条即可。

在本发明的破键工具加工过程中：①敷焊的硬质合金厚度要适中，太厚容易脱落，太薄破键效果不好，厚度破键接头以10-12mm、破键扶正器以5mm为宜；②敷焊后要等其自然冷却后再下井使用，否则会影响破键接头和破键扶正器的强度；③在本发明的破键接头和破键扶正器使用3井次后，要进行探伤。

本发明的破键工具的使用方法：有缩径井段或键槽出现后，按照正常钻进的钻具组合下钻，把本发明的破键接头或破键扶正器接在下钻至井底后距键槽位置50米处，使其位于键槽以上，钻进时破键接头(或破键扶正器)旋转通过键槽井段时，它会自动破键。有必要时，破键接头过键槽后再上提反复划眼多次，直至键槽迹象消失，下次下钻再把破键接头(或破键扶正器)上移至键槽上部50米处。这样正常钻进两趟钻，键槽可基本消除。

本发明的破键工具与传统的破键器相比，具有如下使用优点：本发明的破键接头和破键扶正器具有制作工艺简单，钻井队可自行加工，而且破键工具的制作成本低，在正常钻进时自动破键，使用方便。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种钻井用硬质合金破井工具，该破键工具是在普通破键工具外侧壁上焊接有多个棱条，所述的棱条为硬质合金材质。所述棱条为右旋地焊接在破键工具的外侧壁上。本发明的破键工具是在现有技术的基础上在其外侧壁增加了硬质合金材质的棱条，并且这些棱条要右旋地焊接在外侧壁上，这样是利用其旋转下行时硬质合金棱条可以不断地刮削键槽或者缩径处的井壁，从而达到破键的目的。

技术研发人员：栗汝杰
受保护的技术使用者：西安安特石油科技有限公司
技术研发日：2017.06.25
技术公布日：2019.01.01