一种力学性质可调的钻具组合的制作方法

本实用新型涉及一种钻井用钻具，特别涉及一种力学性质可调的钻具组合，可用于定向井、水平井钻进过程中稳斜、降斜、增斜之间的相互转化，属于钻井设备技术领域。

背景技术：

在定向井、水平井钻井中，在不同的作业阶段必须使用不同力学性能的钻具组合，以便完成造斜、稳斜或降斜等。传统的钻具组合自上而下依次包括钻杆、多根钻铤、浮阀和钻头，钻铤由多根旋接而成，其中两根钻铤之间旋接通常旋接有常规稳定器，防止钻进过程中井斜发生变化。浮阀连接在钻头上方，主要用来防止井涌或井喷的发生。泥浆沿中心孔道向下流动，沿环空向上流动为正循环；在不需要下入工具时，浮阀还可以作为配合接头来使用。实际上浮阀就是个单向阀，它不阻碍泥浆的正循环，但能阻止井涌或井喷。

由于传统钻具组合的力学性质不可调，所以必须通过起下钻的方法来实现，具体主要是通过起钻后更换不同长度的钻具并配以不同位置上的满眼或不满眼稳定器，组成不同力学性能的钻具组合。

由于更换钻具必须要通过起下钻来实现，增加了钻井作业的辅助时间，严重影响了钻井施工速度；而且，采用常规稳定器在起下钻、定向等工况下，极易可能发生卡钻、起下钻遇阻卡和“拔活塞”等井下复杂故障。主要由于常规稳定器的外径无法调整，在钻井或者起下钻过程中容易被泥包，导致稳定器与井壁之间间隙过小或者没有间隙，引发上述的井下复杂故障。不但给钻井施工造成极大麻烦，浪费大量时间，甚至会发生井塌、井喷事故，使井眼报废，造成巨大损失。

随着技术的进步，可变径稳定器越来越成熟，已发展出机械式、机液式、电控式及机液电一体化等等结构，可在井下调整可变径稳定器的工作外径，为不起下钻进行井眼轨迹控制提供了条件。

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问题，提供一种力学性质可调的钻具组合，可以在不起下钻的工况下，实现稳斜钻具组合和增斜钻具组合的相互转换、稳斜钻具组合和降斜钻具组合的相互转换。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种力学性质可调的钻具组合，包括钻杆，所述钻杆的下方旋接有多根钻铤，各所述钻铤之间通过钻铤接头相互旋接，最下面一根钻铤的底部连接有钻头，其中一对钻铤接头之间旋接有常规稳定器，另外一对钻铤接头之间旋接有可变径稳定器。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：起下钻遇阻时，可以减小可变径稳定器的工作外径，减小摩擦阻力，从而有效缓解起下钻遇阻等类似井下复杂状况。安装时通过改变可变径稳定器和常规稳定器的相对位置，形成不同的钻具组合；在钻进过程中，通过调整可变径稳定器的工作外径，可以实现稳斜、降斜、增斜的转换，减少起下钻的几次，缩短钻井周期。

作为本实用新型的优选方案，所述钻杆下方旋接有四根所述钻铤，第四根钻铤与第五根钻铤之间旋接有所述常规稳定器，第六根钻铤的下方旋接有所述可变径稳定器，所述可变径稳定器与所述钻头之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀。该钻具组合的可变径稳定器位于近钻头位置，常规稳定器位置距钻头20m，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合可以增斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合可以降斜。

作为本实用新型的优选方案，所述钻杆下方旋接有五根所述钻铤，第五根钻铤与第六根钻铤之间旋接有所述常规稳定器，第六根钻铤的下方旋接有所述可变径稳定器，所述可变径稳定器与所述钻头之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀。该钻具组合的可变径稳定器位于近钻头位置，常规稳定器位置距钻头10m，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合可以增斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合可以降斜。

作为本实用新型的优选方案，所述钻杆下方旋接有三根所述钻铤，第三根钻铤与第四根钻铤之间旋接有所述可变径稳定器，第四根钻铤与第五根钻铤之间旋接有所述常规稳定器，第六根钻铤的下方与所述钻头之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀。该钻具组合的可变径稳定器位于远钻头位置，并配合常规稳定器位置，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合为小钟摆，可以降斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合为大钟摆，可以提高降斜率。

作为本实用新型的优选方案，所述钻杆下方旋接有六根所述钻铤，第六根钻铤下方旋接有所述可变径稳定器，所述可变径稳定器的下方旋接有螺杆，所述螺杆的中部设有常规稳定器，所述螺杆的下端与所述钻头相连接。该组合中可变径稳定器放在螺杆上方，配合带近钻稳定器的螺杆，螺杆自带常规稳定器，如果控制可变径稳定器工作外径为214mm，该套钻具组合为单弯双稳，可以稳斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合为单弯单稳，可以增斜。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型力学性质可调的钻具组合的实施例一。

图2为本实用新型力学性质可调的钻具组合的实施例二。

图3为本实用新型力学性质可调的钻具组合的实施例三。

图4为本实用新型力学性质可调的钻具组合的实施例四。

图中：1.钻头；2.浮阀；3.钻铤；4.钻杆；5.常规稳定器；6.可变径稳定器；7.螺杆。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的一种力学性质可调的钻具组合，包括钻杆4，钻杆4的下方旋接有多根钻铤3，各钻铤3之间通过钻铤接头相互旋接，最下面一根钻铤的底部连接有钻头1，其中一对钻铤接头之间旋接有常规稳定器5，另外一对钻铤接头之间旋接有可变径稳定器6。

起下钻遇阻时，可以减小可变径稳定器6的工作外径，减小摩擦阻力，从而有效缓解起下钻遇阻等类似井下复杂状况。安装时通过改变可变径稳定器6和常规稳定器5的相对位置，形成不同的钻具组合；在钻进过程中，通过调整可变径稳定器6的工作外径，可以实现稳斜、降斜、增斜的转换，减少起下钻的几次，缩短钻井周期。

如图1所示，钻杆4下方旋接有四根钻铤3，第四根钻铤与第五根钻铤之间旋接有常规稳定器5，第六根钻铤的下方旋接有可变径稳定器6，可变径稳定器6与钻头1之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀2。该钻具组合的可变径稳定器6位于近钻头位置，常规稳定器位置距钻头20m，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合可以增斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合可以降斜。

如图2所示，钻杆4下方旋接有五根钻铤3，第五根钻铤与第六根钻铤之间旋接有常规稳定器5，第六根钻铤的下方旋接有可变径稳定器6，可变径稳定器6与钻头1之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀2。该钻具组合的可变径稳定器6位于近钻头位置，常规稳定器位置距钻头10m，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合可以增斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合可以降斜。

如图3所示，钻杆4下方旋接有三根钻铤3，第三根钻铤与第四根钻铤之间旋接有可变径稳定器6，第四根钻铤与第五根钻铤之间旋接有常规稳定器5，第六根钻铤的下方与钻头1之间旋接有使泥浆单向向下流动的浮阀2。该钻具组合的可变径稳定器6位于远钻头位置，并配合常规稳定器，以215.9mm井眼为例，钻头为φ215.9mm ，可变径稳定器的公称直径为φ215.9mm ，钻铤直径为φ158.8 mm，常规稳定器的工作直径为φ214mm，钻杆直径为φ127mm；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合为小钟摆，可以降斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为214mm，该套钻具组合为大钟摆，可以提高降斜率。

如图4所示，钻杆4下方旋接有六根钻铤3，第六根钻铤下方旋接有可变径稳定器6，可变径稳定器6的下方旋接有螺杆7，螺杆7的中部设有常规稳定器5，螺杆7的下端与钻头1相连接。该组合中可变径稳定器6放在螺杆7上方，配合带近钻稳定器的螺杆7，螺杆7自带常规稳定器，如果控制可变径稳定器6工作外径为214mm，该套钻具组合为单弯双稳，可以稳斜；如果控制可变径稳定器的工作外径为203mm，该套钻具组合为单弯单稳，可以增斜。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。