一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构的制作方法

本实用新型属于钻探技术领域，具体涉及一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构。

背景技术：

油(气)水平井钻井作业入窗前探储层井段是指水平井斜井段在80°-86°井斜的井段内储层没有油气显示，需要按照稳中微增的轨迹控制要求(一般控制井斜82°-84°)缓慢往下走垂深(一般垂深10cm/根)，直到探到有油气显示方才入窗。在现有钻井技术(不包括旋转导向)进行油(气)水平井入窗前探储层井段的施工中，常常使用斜井段的增斜钻具组合，具体组合为：φ215.9mmpdc+7lz165*1.5°+止回阀+mwd接头+φ168mmndc*1根+461*410接头+φ127mmhwdp*15根+φ127mmdp*45根+φ127mmhwdp*30根+φ127mmdp。

原因是钻井要求斜井段能够实现一趟钻，以现有的工具能力，使用增斜钻具组合配合高效pdc钻头，在没有出现异常情况下能实现斜井段一趟钻。

发明人在实现本实用新型实施例的过程中，发现背景技术中至少存在以下缺陷：

出现入窗前探储层的异常情况时，继续施工时斜井段的井段就会增长，增斜钻具的增斜能力就不适合轨迹控制要求，工具的造斜能力和使用寿命就会逐渐达到极值。入窗前探储层井段的段长是未知的，起钻后继续下增斜钻具组合在轨迹控制上难度极大，有轨迹失控的风险，频繁的滑动降斜钻进导致低效施工，会延长钻井周期，带来不可控的井下风险。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种限位吸能装置，目的在于解决上述问题，解决出现入窗前探储层的异常情况时，继续施工时斜井段的井段就会增长，增斜钻具的增斜能力就不适合轨迹控制要求，工具的造斜能力和使用寿命就会逐渐达到极值。入窗前探储层井段的段长是未知的，起钻后继续下增斜钻具组合在轨迹控制上难度极大，有轨迹失控的风险，频繁的滑动降斜钻进导致低效施工，会延长钻井周期，带来不可控的井下风险的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构，包括pdc钻头、带扶正器的单弯螺杆、钻具稳定器、无磁钻铤、厚壁钻杆一、钻杆和厚壁钻杆二，pdc钻头、单弯螺杆、钻具稳定器、无磁钻铤、多个一组的厚壁钻杆一、多个一组的钻杆和多个一组的厚壁钻杆二依次顺序连接。

所述多个一组的厚壁钻杆一具体为15根，多个一组的钻杆具体为45跟，多个一组厚壁钻杆二具体为30根。

所述的pdc钻头为ф215.9mm长保径高效pdc钻头。

所述的单弯螺杆为本体165mm，扶正器外径欠尺寸213mm的单弯螺杆，弯度范围是1°-1.5°。

所述的钻具稳定器为欠尺寸210mm-211mm的刚性或球形钻具稳定器。

所述的无磁钻铤的直径为ф165mm，内置无线随钻测斜仪器。

所述的厚壁钻杆一、钻杆和厚壁钻杆二的直径均为ф127mm。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提出一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构，其改变钻具组合，降低复合增斜率，减少滑动钻进，提高施工效率，可以实现水平井入窗前探储层井段的快速钻进，可降低滑动频率，减少起下钻次数，缩短钻井周期，减少井下施工风险，达到入窗前探储层井段的快速施工。

附图说明

图1为本实用新型一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构的整体结构示意图；

图2为稳定器外径变化对钻头侧向力影响规律示意图。

图中标记为：1、pdc钻头；2、单弯螺杆；3、钻具稳定器；4、无磁钻铤；5、厚壁钻杆一；6、钻杆；7、厚壁钻杆二。

具体实施方式

下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构方案进行详细介绍说明。

实施例1

请参考图1，其示出了本实用新型一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构的整体结构示意图，该适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构，包括pdc钻头1、带扶正器的单弯螺杆2、钻具稳定器3、无磁钻铤4、厚壁钻杆一、钻杆6和厚壁钻杆二7，pdc钻头1、单弯螺杆2、钻具稳定器3、无磁钻铤4、多个一组的厚壁钻杆一5、多个一组的钻杆6和多个一组的厚壁钻杆二7依次顺序连接。

上述实施例中，未使用此种钻具结构在入窗前探储层井段施工中，由于滑动托压，由于滑动频繁，特别是降斜滑动难度大，轨迹不平滑，后期下套管在此处经常遇阻。使用此种钻具结构后滑动大幅度减少，井眼轨迹平滑，下套管作业顺畅，井下复杂降低。未使用此种钻具结构在入窗前探储层井段施工中，由于滑动托压，需要频繁的起下钻，使用此种钻具结构后起下钻至少减少1趟，如果探储层井段段长长，可减少起下钻的趟数更多，大幅度缩短水平井钻井周期，提高钻井速度。

实施例2

进一步的，请参考图1和图2，其示出了本实用新型一种适用于水平井入窗前探储层井段的钻具结构的的另一实施例，所述多个一组的厚壁钻杆一5具体为15根，多个一组的钻杆6具体为45跟，多个一组厚壁钻杆二7具体为30根。

上述实施例中，本实用新型中采用依次连接的pdc钻头1、带扶正器的单弯螺杆2、钻具稳定器3、无磁钻铤4、厚壁钻杆一5十五根、钻杆6四十五根和厚壁钻杆二7三十根形成的钻具结构，可以理解为稳斜微增钻具组合，主要特点是复合增斜率低，能够减少水平井入窗前探储层井段的频繁滑动。未使用此种钻具结构在入窗前探储层井段施工中，钻具复合增斜率1°/根—1.4°/根，而稳斜找油气需要控制井斜在82°-84°，一般稳斜找油气做法是复合半个单根，滑动降斜半个单根。使用此种钻具组合，钻具复合增斜率0.1°/根—0.3°/根，稳斜找油气更容易控制井斜，一般稳斜找油气做法是复合3-6个单根，滑动降斜1根，相比复合增斜率降低75％以上，滑动频次可以减少50％以上。

如图2所示，在实际使用中，为了获得更好的稳斜效果,在螺杆处增加一个上稳定器,外径需与螺杆本体稳定器计算外径相符。常使用螺旋稳定器,螺旋稳定器形心与质心相同,不产生偏心。

当不装上稳定器时,一般复合钻进时表现为较强的增斜效果。选用不同的上稳定器可获得不同的轨迹效果。

上稳定器外径变化对钻头侧向力有一定影响。当外径由小变大时,钻头侧向力下降,趋向稳斜；当外径增大到一定程度,则表现为降斜效果。这与现场规律是相符的。以φ165mm单弯螺杆为例,当本体稳定器采用φ212mm时,上稳定器不装时造斜效果最强，安装φ212mm欠尺寸稳定器稳斜效果最好,采用足尺寸稳定器φ214mm时钻具表现为一定的降斜特性。

实施例3

进一步的，请参考图1，所述的pdc钻头1为ф215.9mm长保径高效pdc钻头。

所述的单弯螺杆(2)为本体165mm，扶正器外径欠尺寸213mm的单弯螺杆，弯度范围是1°-1.5°。

所述的钻具稳定器(3)为欠尺寸210mm-211mm的刚性或球形钻具稳定器。

所述的无磁钻铤(4)的直径为ф165mm，内置无线随钻测斜仪器。

上述实施例中，在实际使用过程中，斜井段钻具结构如下：

ф215.9mm长保径pdc钻头1+七头1.5°扶正器外径为欠213mm单弯螺杆2(扣型430×460)+钻具稳定器3(外扶210mm-211mm)+止回阀+mwd接头+ф165mm无磁钻铤1根4(内放置无线随钻测斜仪器+)+ф127mm厚壁钻杆15根5+ф127mm钻杆45根6+ф127mm厚壁钻杆30根7+ф127mm钻杆。

在油(气)水平井钻井作业入窗前探储层井段施工中，对于长庆区域的油井和气井水平井同样适用，可以应对任何靶前距、偏移距以及目的层，实现入窗前探储层井段的快速施工。

高效钻头优选尤为重要。目前优选混装双排齿长保径高效pdc钻头，钻头型号m616ks。

钻具稳定器一般为欠尺寸的210mm-211mm刚性或球形钻具稳定器。

可选的，带扶正器的单弯螺杆2具体可以使用型号为7lz172×1.25°或7lz172x7y-ⅲ的单弯螺杆。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。