反循环涡轮钻具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钻具技术领域，具体涉及一种反循环涡轮钻具。
【背景技术】
[0002]在石油水平井开采生产过程中，由于产层套管是呈水平状态存在，极易引发地层沙粒堆积堵塞产出通道，造成减产或停产。当需要对水平段进行冲砂作业需要磨铣板结的砂桥盐桥，或需要磨铣水平段的桥塞、落物时，现有的钻具都只能采取正循环状态进行磨铣，正循环洗井油管内腔流通面积远远小于油套环空的流通面积，因此返出液体在油套环空会减速上返，被工作液体携带的砂砾、碎肩在上返速度液体流速降低和重力作用的双重作用下，容易在水平段出现砂砾、碎肩与工作液体上下分离逐步淤积的情况，会造成冲砂不彻底或施工管柱卡钻甚至填埋，严重的会导致水平井的停产、报废。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种反循环涡轮钻具。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]本发明实施例提供一种反循环涡轮钻具，该钻具包括:正反冲换向机构、涡轮机构、钻头，所述正反冲换向机构、涡轮机构、钻头依次连接；所述正反冲换向机构包括中心管、用于将中心管分为左右两个腔体的隔板、自封皮碗、限位扶正套、油管接箍，所述中心管的中心设置隔板，所述中心管的左腔体的上端部以及右腔体的下端部均设置堵板，所述中心管的两端分别套设油管接箍，所述左腔体的下侧侧壁设置有侧壁通孔，所述右腔体的上侧侧壁设置有侧壁通孔，两个侧壁通孔分别与其外部套设的限位扶正套的通孔相通，所述中心管中间部分的管壁套设自封皮碗；所述涡轮机构包括壳体、双公接头、上定子、转子、下定子、芯轴，所述双公接头设置在壳体的上端并且与正反冲换向机构的油管接箍连接，所述芯轴设置在壳体内并且延伸到壳体外，所述芯轴从上到下依次套设上定子、转子、下定子，所述芯轴的外端与钻头连接。
[0006]上述方案中，所述自封皮碗内侧的自封胶套的上下两端与限位扶正套紧贴。
[0007]上述方案中，所述右腔体的下端部与涡轮机构的壳体连通，所述左腔体的上端部与上部油管连通。
[0008]上述方案中，所述壳体内壁与上定子、下定子分别通过键槽连接，所述转子通过键槽与芯轴连接。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0010](I)、本发明采取反循环冲洗，解除了常规涡轮钻具(或螺杆钻)只能正循环冲洗才能正常钻进作业限制问题。
[0011](2)、本发明采用反循环冲洗钻进，利用了反冲携带能力强的特点，能够将冲砂或钻进产生的砂砾、碎肩高速带离井筒，极大地提高工作液体携带效率，减少施工管柱被卡阻砂埋的风险。
[0012](3)、利用本发明进行水平井冲砂或磨铣，能够不用特殊井口装置就能实现连续冲洗，不用在连接管柱单根时停泵，因此冲洗携带效率得到保障。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例提供一种反循环涡轮钻具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0015]本发明实施例提供一种反循环涡轮钻具，如图1所示，该钻具包括:正反冲换向机构1、涡轮机构2、钻头3，所述正反冲换向机构1、涡轮机构2、钻头3依次连接。
[0016]所述正反冲换向机构I包括中心管101、用于将中心管101分为左右两个腔体的隔板102、自封皮碗108、限位扶正套105、油管接箍107，所述中心管101的中心设置隔板102，所述中心管101的左腔体的上端部以及右腔体的下端部均设置堵板103，所述中心管101的两端分别套设油管接箍107，所述左腔体的下侧侧壁设置有侧壁通孔104，所述右腔体的上侧侧壁设置有侧壁通孔104，两个侧壁通孔104分别与其外部套设的限位扶正套105的通孔106相通，所述中心管101中间部分的管壁套设自封皮碗108 ；
[0017]所述中心管101的内腔被隔板102隔离成互不相通的左腔体和右腔体，左腔体的下端和右腔体的上端均以堵板103封死，同时左腔体的下部侧壁和右腔体的上部侧壁设有侧壁通孔104。
[0018]所述自封皮碗108内侧的自封胶套的上下两端与限位扶正套105紧贴，其内通孔与中心管101外壁紧贴，其外缘在工作时与套管内壁紧贴，所述的自封皮碗108套装在中心管101外壁中部。
[0019]所述右腔体的下端部与涡轮机构2的壳体201连通，所述左腔体的上端部与上部油管连通。
[0020]所述涡轮机构2包括壳体201、双公接头202、上定子203、转子204、下定子205、芯轴206，所述双公接头202设置在壳体201的上端并且与正反冲换向机构I的油管接箍107连接，所述芯轴206设置在壳体201内并且延伸到壳体201外，所述芯轴206从上到下依次套设上定子203、转子204、下定子205，所述芯轴206的外端采用丝扣形式与钻头3连接。
[0021]所述壳体201内壁与上定子203、下定子205分别通过键槽连接，所述转子204通过键槽与芯轴206连接。
[0022]所述钻头3采用与芯轴206以丝扣形式连接的各种制式钻头，如三刮刀钻头、磨鞋、铣鞋等。
[0023]本发明的工作液体驱动钻进原理:
[0024]工作液体从井口的油套环空进入后井底流动，首先会接触到正反冲换向机构1，在正反冲换向机构I上的自封皮碗108的阻断过流通道后，工作液体会从上侧的限位扶正套105上和中心管101的右腔体侧壁上的侧壁通孔104流入右腔体，由于右腔体的上端被堵板103封死，工作液体向下流动，进入涡轮机构2的壳体201内，推动转子204旋转，所述转子204通过芯轴206 (以键槽限位)将旋转扭矩传递给下部的钻头3旋转，所述钻头3将对板结砂床、桥塞等进行钻磨；
[0025]工作液体在套管中向上返出，到达正反冲换向机构I上的自封皮碗8处，流通通道被自封皮碗8阻断，工作液体顺下侧的限位扶正套105和中心管101的左腔体侧壁上的侧壁通孔104流入左腔体，所述左腔体的下端被堵板103封死，工作液体只能向上流动，进入上部油管的内腔，顺油管内腔一直上返流出井口。
[0026]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种反循环涡轮钻具，其特征在于，该钻具包括:正反冲换向机构(I)、涡轮机构(2)、钻头(3)，所述正反冲换向机构(I)、涡轮机构(2)、钻头(3)依次连接；所述正反冲换向机构(I)包括中心管(101)、用于将中心管(101)分为左右两个腔体的隔板(102)、自封皮碗(108)、限位扶正套(105)、油管接箍(107)，所述中心管(101)的中心设置隔板(102)，所述中心管(101)的左腔体的上端部以及右腔体的下端部均设置堵板(103)，所述中心管(101)的两端分别套设油管接箍(107)，所述左腔体的下侧侧壁设置有侧壁通孔(104)，所述右腔体的上侧侧壁设置有侧壁通孔(104)，两个侧壁通孔(104)分别与其外部套设的限位扶正套(105)的通孔(106)相通，所述中心管(101)中间部分的管壁套设自封皮碗(108);所述涡轮机构(2)包括壳体(201)、双公接头(202)、上定子(203)、转子(204)、下定子(205)、芯轴(206)，所述双公接头(202)设置在壳体(201)的上端并且与正反冲换向机构(I)的油管接箍(107)连接，所述芯轴(206)设置在壳体(201)内并且延伸到壳体(201)夕卜，所述芯轴(206)从上到下依次套设上定子(203)、转子(204)、下定子(205)，所述芯轴(206)的外端与钻头(3)连接。2.根据权利要求1所述的反循环涡轮钻具，其特征在于:所述自封皮碗(108)内侧的自封胶套的上下两端与限位扶正套(105)紧贴。3.根据权利要求1或2所述的反循环涡轮钻具，其特征在于:所述右腔体的下端部与涡轮机构(2)的壳体(201)连通，所述左腔体的上端部与上部油管连通。4.根据权利要求3所述的反循环涡轮钻具，其特征在于:所述壳体(201)内壁与上定子(203)、下定子(205)分别通过键槽连接，所述转子(204)通过键槽与芯轴(206)连接。
【专利摘要】本发明公开了一种反循环涡轮钻具，包括：正反冲换向机构、涡轮机构、钻头，所述正反冲换向机构的中心管的中心设置隔板，所述中心管的左腔体的上端部以及右腔体的下端部均设置堵板，所述中心管的两端分别套设油管接箍，所述左腔体的下侧侧壁、右腔体的上侧侧壁设置有侧壁通孔，两个侧壁通孔分别与其外部套设的限位扶正套的通孔相通，所述中心管中间部分的管壁套设自封皮碗；所述涡轮机构的双公接头设置在壳体的上端并且与油管接箍连接，所述芯轴设置在壳体内并且延伸到壳体外，所述芯轴从上到下依次套设上定子、转子、下定子，所述芯轴的外端与钻头连接。本发明能够在水平井安全高效地实现冲砂、磨铣等作业。
【IPC分类】E21B21/00, E21B4/02
【公开号】CN104989269
【申请号】CN201510324000
【发明人】景忠峰, 李泰余, 尹长春, 郭虹, 杨宝平, 刘勇, 殷家兴, 张进科, 王军
【申请人】西安中孚凯宏石油科技有限责任公司, 宁夏万殷机械制造科技有限公司, 景忠峰
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月12日