一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合的制作方法

本实用新型涉及钻井工程技术领域，具体涉及一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合。

背景技术：

随科学技术和钻井工艺技术的发展，水平井钻井技术开发油气田已经成为主要开发技术之一。在水平井钻井过程中，很多层位都为泥岩成分，特别是在井斜大于60°以后的大斜度井段和水平段如果泥浆拟制性能差，密度偏低，不能很好的做到物理防塌，经常会遇到泥岩坍塌，上提接单根遇阻，划眼提出后再下钻通井，很难下到井底，甚至划出新井眼，造成部分井段报废，施工周期延长，钻井成本增加。

现有的钻井施工中斜井段(水平段)出现泥岩坍塌，提出后下钻困难，需要改变钻具组合进行通井划眼，同时通井一般采用常规光钻具钻具组合，即钻杆+钻头通井，很难通过，易在下井壁形成新井眼，采用钻杆+螺杆+钻头钻具组合通井，易在上井眼形成新井眼，一旦通井，一次很难成功，施工周期延长，有时通井需要半个月以上，甚至最后填井造成井段损失200多m，钻井成本增加成百万，即成本高的问题。

综上所述为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合，尤其是具有在斜井段钻进过程中若遇到泥岩段坍塌遇阻通过本实用新型的通井方法及通井钻具组合可以顺利快速通过泥岩段坍塌的遇阻井段，不会形成新井眼的特点，提搞了施工效率，节省了钻井施工成本的特点。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合，包括钻杆、转换接头、扩眼机构、钻铤和引导机构，引导机构一端位于泥岩遇阻的位置，引导机构另一端与钻铤一端连接，钻铤另一端连接扩眼机构一端，扩眼机构另一端通过转换接头连接钻杆，所述扩眼机构的一端为大头，扩眼机构的另一端为小头，扩眼机构的大头直径大于引导机构的直径，扩眼机构的小头直径小于引导机构的直径。

所述的扩眼机构的一端为大头，扩眼机构的另一端为小头，扩眼机构的大头直径大于引导机构的直径，扩眼机构的小头直径小于引导机构的直径。

所述的所述扩眼机构和引导机构内部均沿长度方向设置有水眼。

所述的扩眼机构和引导机构的外表面均设置有凸起，所述凸起由硬质合金构成。

所述的扩眼机构为扩眼器，扩眼器由一端为大头的圆柱体结构和另一端为小头的梯形柱状结构组成的整体扩眼器本体，梯形柱状结构的高度为整个扩眼器本体整体长度的三分之二，梯形柱状结构的下底直径等于圆柱体结构的直径，梯形柱状结构的上底直径小于圆柱体结构的直径，扩眼器的圆柱体结构一端设置有连接大头，连接大头的直径小于圆柱体结构的直径，扩眼器的梯形柱状结构一端设置有连接小头，连接小头也为梯形柱状结构，连接小头的梯形下底直径小于扩眼器梯形柱状结构上底直径，所述扩眼器本体外表面均匀设置有凸起。

所述的梯形柱状结构的腰长与水平线的夹角为r，r的角度为60°～80°。

所述的引导机构为引导器，引导器为圆柱状结构，圆柱状结构一端设置有一定高度的斜面，斜面的端部与圆柱状结构的端部形成有弧度面，圆柱状结构的另一端设置有连接头，连接头的直径小于圆柱状结构的直径。

所述的斜面的高度与整个圆柱状结构整体的长度比例为1:3，所述引导器的圆柱状结构周向侧壁上均设置有凸起。

所述的所述斜面与中垂线的夹角为45°～60°。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型通过钻杆、转换接头、扩眼机构、钻铤和引导机构，引导机构一端位于泥岩遇阻的位置，引导机构另一端与钻铤一端连接，钻铤另一端连接扩眼机构一端，扩眼机构另一端通过转换接头连接钻杆，所述扩眼机构的一端为大头，扩眼机构的另一端为小头，扩眼机构的大头直径大于引导机构的直径，扩眼机构的小头直径小于引导机构的直径；具体的通过倒划眼上提钻进钻具组合的钻具，更换通井钻具组合进行通井；将连接有通井钻具组合的钻具下入钻台面下的井筒；下放通井钻具组合的钻具，将到泥岩遇阻位置时，接方钻杆开泵开始循环；调整泥浆性能，待泥浆性能调整好后，卸方钻杆，开始继续下放通井钻具组合的钻具，待到遇阻位置时，接方钻杆，开泵，下放通井钻具组合的钻具进行通井，直到通过遇阻井段，通到井底，通井结束；下放钻进钻具组合的钻具，恢复正常钻进，通过本实用新型的通井方法及通井钻具组合可以顺利快速通过泥岩段坍塌的遇阻，不会形成井眼的特点，提搞了施工效率，节省了钻井施工成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的通井钻具组合施工结构示意图。

图2为本实用新型的引导器结构示意图。

图3为本实用新型的引导器剖面结构示意图。

图4为本实用新型的扩眼器结构示意图。

图5为本实用新型的扩眼器的梯形柱状结构的上底与扩眼器的圆柱体结构正投影结构示意图。

图中：1-钻杆、2-扩眼器、3-引导器、4-转换接头、5-钻铤、6-斜面、7-弧度面、8-凸起、9-水眼、10-圆柱体结构、11-梯形柱状结构、12-连接大头、13-连接小头、14-连接头。

具体实施方式

首先需要说明的是，在本实用新型各个实施例中，所涉及的术语为：

钻进钻具组合的钻具为钻进钻具组合的钻具组合，进钻具组合为钻杆和钻头组合或钻杆、螺杆和钻头组合中的任意一种；

扩眼机构，用于扩大泥岩遇阻井段的井眼通径尺寸；

引导机构，用于拨开泥岩遇阻避免形成新的井眼。

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一种斜井段泥岩遇阻的通井方法施工方案及通井钻具组合进行详细介绍说明。

实施例1:

参照图1、图2和图4，一种斜井段泥岩遇阻的通井钻具组合，包括钻杆1、转换接头4、扩眼机构、钻铤5和引导机构，引导机构一端位于泥岩遇阻的位置，引导机构另一端与钻铤5一端连接，钻铤5另一端连接扩眼机构一端，扩眼机构另一端通过转换接头4连接钻杆1。

所述扩眼机构的一端为大头，扩眼机构的另一端为小头，扩眼机构的大头直径大于引导机构的直径，扩眼机构的小头直径小于引导机构的直径，确保扩眼机构可以将阻遇段的井筒尺寸扩大到原井眼的通径尺寸。

所述扩眼机构和引导机构内部均沿长度方向设置有水眼9。

所述扩眼机构和引导机构的外表面均设置有凸起8，所述凸起8由硬质合金构成。通过凸起8对垮塌泥岩起剥离作用。

本实施例中转换接头4用连接扩眼机构与钻杆1，扩眼机构用于进入原井眼后，随直径的增大，不断将井壁扩大到原井眼的通径尺寸，实际使用的时候通井后的井眼较原井眼小3-5mm，属于正常的范围误差，即从而达到修复井壁，从而使得原井眼得到恢复。

实施例2:

参照图4和图5，进一步的所述扩眼机构为扩眼器2，扩眼器2由一端为圆柱体结构10和另一端为梯形柱状结构11组成的整体扩眼器本体，梯形柱状结构11的高度为整个扩眼器2本体整体长度的三分之二，梯形柱状结构11的下底直径等于圆柱体结构10的直径，梯形柱状结构11的上底直径小于圆柱体结构10的直径，扩眼器2的圆柱体结构一端设置有连接大头12，连接大头12的直径小于圆柱体结构10的直径，扩眼器2的梯形柱状结构11一端设置有连接小头13，连接小头13也为梯形柱状结构，连接小头13的梯形下底直径小于扩眼器2梯形柱状结构11上底直径，所述扩眼器本体外表面均匀设置有凸起8。

所述梯形柱状结构11的腰长与水平线的夹角为r，r的角度为60°～80°。

所述梯形柱状结构11的腰长与水平线的夹角为r，r的角度为70°。

所述连接大头12的扣型为nc50。

扩眼器2为了保证扩眼后的尺寸接近钻头尺寸，扩眼器2的大头圆柱体结构10的直径大于引导机构的最大直径，扩眼器2的小头梯形柱状结构11的上底直径小于引导机构的最大直径，这样既可避免起下钻遇阻，也可保证钻头很容易划眼通过，不会造成新井眼。扩眼器上面镶嵌的硬质合金对垮塌泥岩起剥离作用。

实施例3：

参照图2和图3，进一步的所述引导机构为引导器3，引导器3为圆柱状结构，圆柱状结构一端设置有一定高度的斜面6，斜面6的端部与圆柱状结构的端部形成有弧度面7，圆柱状结构的另一端设置有连接头14，连接头14的直径小于圆柱状结构的直径。

进一步的所述的斜面6的高度与整个圆柱状结构整体的长度比例为1:3，所述斜面6与中垂线的夹角为45°～60°，所述引导器3的圆柱状结构周向侧壁上均设置有凸起8。

所述斜面6与中垂线的夹角为60°。

所述连接头14的扣型为nc50。

上述实施例中圆柱状结构一端设置有一定高度的斜面6便于整个引导器3的斜面6及斜面6的端部与圆柱状结构的端部形成有弧度面7，使整个有斜面的一端可沿填埋井段的井壁进入原井眼，不会使阻遇井段的上下井壁形成新的井眼，连接头14用于引导器3与扩眼器2的连接小头13连接，斜面6的高度与整个圆柱状结构整体的长度比例为1:3，斜面6与中垂线的夹角为60°，便于整个引导器3进入井筒内的泥岩段坍塌遇阻段的原井眼。

实施例4:

一种斜井段泥岩遇阻的通井方法，包括以下方法

步骤一：倒划眼上提钻进钻具组合的钻具，更换通井钻具组合进行通井；

步骤二：将连接有通井工具的通井钻具组合的钻具下入钻台面下的井筒；

步骤三：下放通井钻具组合的钻具，将到泥岩遇阻位置时，接方钻杆开泵开始循环；

步骤四：调整泥浆性能，待泥浆性能调整好后，卸方钻杆，开始继续下放通井钻具组合的钻具，待到遇阻位置时，接方钻杆，开泵，下放通井钻具组合的钻具进行通井，直到通过遇阻井段，通到井底，通井结束；

步骤五：下放钻进钻具组合的钻具，恢复正常钻进。

上述实施例中通过该方法在斜井段钻进过程中若遇到泥岩段坍塌遇阻通过本实用新型的通井钻具组合可以顺利快速通过泥岩段坍塌的遇阻井段，不会形成新井眼的特点，提搞了施工效率，节省了钻井施工成本。

实施例5:

进一步的所述的步骤一在钻井施工的过程中，钻到某一井深遇到泥岩出现上提遇阻，缓慢倒划眼上提钻具，倒划到畅通井段起钻更换通井钻具组合。

进一步的所述的步骤三中将到泥岩遇阻位置是当遇到泥岩遇阻位置以上100m，接方钻杆开泵开始循环。

上述实施例中遇到泥岩遇阻位置以上100m，这里的100m是实际行业施工中正常的安全距离，前提100m井筒是一定的安全距离，目的是避免引导器接近或到遇阻井段泥岩位置时造成钻具无法上提或下放。这时调整泥浆性能，循环时基本保证井筒中的泥浆进行了参与，确保通过井筒的稳定性，井筒井壁是否坍塌，其稳定性主要依靠泥浆来平衡保证，泥浆的密度越高，井筒越不容易坍塌，稳定性越好，泥浆密度过高，可能引起井筒漏失，所以在通遇阻泥岩前把泥浆性能调整好非常重要。

实施例6:

进一步的所述的步骤四中调整泥浆性能，待泥浆性能调整好后，再循环2周，卸方钻杆，开始继续下放通井钻具组合的钻具，所述待到遇阻位置时为待到遇阻位置大于等于20m时，接方钻杆，开泵，下放通井钻具组合的钻具进行通井，所述通井通到井底后，再循环1～3周，然后起通井钻具组合的钻具，通井结束。

进一步的所述的步骤四中调整泥浆性能为往井筒内加入适当的盐类抑制剂，提高泥浆密度，提到1.25-1.3g/cm³,待泥浆性能调整好后，再循环2周，卸方钻杆，开始继续下放通井钻具组合的钻具，待到遇阻位置大于等于20m时，接方钻杆，开泵，当排量为30-33l/s,转盘转速为60-65rpm时，下放通井钻具组合的钻具进行通井，下放钻压为30-50kn,直到通过泥岩遇阻井段，通到井底后，再循环2周，然后起通井钻具组合的钻具，通井结束。

上述实施例中待泥浆性能调整好后，再循环2周，这里循环2周是实际行业施工一贯要求，实际施工中往往循环一周半到二周即可满足需求，循环周越长泥浆混合的越好，性能越好，循环时间过长也容易冲刷井壁，增加施工周期，因此选用循环2周的需求。所述待到遇阻位置时为待到遇阻位置大于等于20m时，大于等于20m为了保证通井钻具直接下到泥岩位置不会造成卡钻。实际施工时井筒也许深度达到几千米，钻具管理可能带来偏差，如果通井钻具直接下到泥岩位置，操作不当可能造成卡钻，引导器插入泥岩提不出来，所以优选大于等于20m，接方钻杆，开泵，下放通井钻具组合的钻具进行通井；通井通到井底后，再循环1～3周的通井钻具组合的钻具，保证通井后的井眼尺寸与原井眼尺寸一致，用泥浆将阻遇井段的坍塌物清理干净。

本实施例中根据实际施工的情况，往井筒内加入适当的盐类抑制剂，提高泥浆密度，本实用新型中盐类抑制剂选用kcl或nacl等盐类抑制剂。当选用盐类抑制剂为kcl，泥浆密度提高到1.28g/cm³，待泥浆性能调整好后，再循环2周通井钻具组合的钻具后，卸方钻杆，开始继续下放通井钻具组合的钻具，待到遇阻位置大于等于20m时，接方钻杆，开泵，此时排量为32l/s,转盘转速为63rpm时，下放通井钻具组合的钻具进行通井，下放钻压为33kn,直到通过泥岩遇阻井段，通到井底后，再循环2周的通井钻具组合的钻具，然后起通井钻具组合的钻具，通井结束。通过该方法有效的将阻遇后的井筒通井，使用通井钻具组合的钻具达到修复井壁，从而使得原井眼得到恢复，实现恢复正常钻进。

实施例7:

进一步的所述的步骤二中下放通井钻具组合的钻具的方法为

用钻井工具中的提升短节上提钻铤5，在钻铤5的下部连接通井钻具组合中的引导机构，然后使用钻井游车将引导机构下方到钻台面下进入井筒，待钻铤5的母扣距钻台面40-50mm时，停止下放钻井游车；

本实施中优选待钻铤5的母扣距钻台面45mm时，停止下放钻井游车；

用钻井安全卡瓦卡住钻铤5，卸提升短节，连接通井钻具组合中的扩眼机构；

然后在扩眼机构上连接转换接头4，在转换接头4上连接钻杆1，然后根据井筒的深度逐步连接钻杆1下放通井钻具组合的钻具，当遇到泥岩遇阻后，接方钻杆开泵开始循环，进行通井施工。通过该方法将放通井钻具组合下放到井筒内进行通井，实现恢复正常的钻进。

实施例8：

本实施例以81/2井眼为例，即通常斜井段泥岩段坍塌遇阻原井眼一般部分被填埋，钻头无法通过原井眼，在井眼未被全部填埋的情况下，需要设计一个直径小，引导器3进行导入。下入通井钻具组合的钻具后，下部的引导器3可沿填埋井段的井壁进入原井眼，在钻具转动的情况下，引导器3外侧壁上镶嵌的硬质合金凸起8可将垮塌泥岩拨开，从而使得该通井钻具组合的钻具容易进入松软的原井眼。

针对81/2井眼，引导器3和扩眼器2具体尺寸如下：

引导器3根据215.9mm井眼进行设计，为了保证从坍塌井眼上部比较疏松部分或者有上部有间隙的地方进入，前端形状为斜面6，为了保证斜面6上部通过旋转容易进入井眼上部圆柱状结构的外径为185mm，水眼9的内径为71mm，水眼9的内侧壁到圆柱状结构外侧壁的壁厚为57mm，引导器3上的连接头14的直径为178mm，为了保证斜面不能进入过多，能进去40mm左右，进入太深钻具不能旋转，斜面6与中垂线的夹角为60°角度，这样斜面最前端到后面水眼9出口处的限制斜面距离为41mm，有效限制进入坍塌井眼的深度。

参照图5，为了保证扩眼器2容易进入，扩眼器2的前端梯形柱状结构11上底直径d1尺寸为178mm，小于在进入井眼前端连接的导入器3的圆柱状结构的最大尺寸185mm；为了保证扩眼后圆柱体结构10的尺寸接近钻头尺寸，扩眼器2的后端圆柱体结构10的尺寸d2为210mm，这样既可避免起下钻遇阻，也可保证钻头很容易划眼通过，不会造成新井眼。使用该结构的通井钻具组合可顺利快速通过泥岩段坍塌的遇阻，不会形成新井眼的特点，提搞了施工效率，节省了钻井施工成本。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

需要说明，本实用新型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。

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。