一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，由内筒和壳体组成，内筒与壳体构成旋转配合，壳体上安装皮碗将壳体与井眼之间轴向密封，并将井眼与双壁钻杆之间的环空分割为上部环空和下部环空，导流加压活塞的内筒与壳体上加工有孔道D、孔道E和孔道F,孔道D将上部环空与导流加压活塞下部双壁钻杆的轴向孔道连通, 孔道E将下部环空与导流加压活塞上部双壁钻杆的轴向孔道连通, 孔道F将导流加压活塞上部和下部的双壁钻杆环隙连通。本实用新型的优点导流加压活塞附着在双壁钻杆上，上下环空产生的压差可以推动导流加压活塞及双壁钻杆施加向下的压力，为钻头施加钻压；独立的从井口至井下工具的液压控制通道，为井下工具提供了一种控制通道和实时连续的控制方法。
【专利说明】
一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，尤其是一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞。
【背景技术】
[0002]随着石油勘探开发进程的不断深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越来越大。长水平段钻井技术在国内外得到广泛应用，主要得益于其较好的投入产出比。目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.2?2.0倍，而产量则是直井的4?8倍；国外已经钻成了水平位移超万米的大位移井，而国内只能完成水平位移约4000 m的大位移井。在定向井、水平井钻井过程中存在以下复杂情况。一种情况是在钻进过程中，由于摩擦阻力大，产生压力无法施加到钻头上的托压现象，使得钻井效率低、钻井周期长、钻井成本高，这成为制约水平井发展的主要瓶颈。另一种情况是，钻井过程中的造斜、稳斜或降斜钻具组合主要是通过不同尺寸长度的钻杆、加重钻杆、钻铤等配以不同位置上的满眼、不满眼稳定器组成，而钻具组合的变化都必须通过起下钻实现，这就增加了钻井作业的辅助时间，而且采用常规稳定器在起下钻、定向等工况下，存在着遇阻划眼、易斜地层防斜、定向井井眼轨迹控制以及提高机械钻速等技术难题，并且时常出现卡钻、起下钻遇阻卡和“拔活塞”现象，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。遥控变径稳定器通过地面作业者发出操作信息，使井下稳定器产生相应的动作，达到所需的外径，以此实现对井下钻具参数和状态的改变，使井下钻具组合具备相应的力学性能。应用遥控变径稳定器不需起下钻就可实现不同钻具组合的转变，可以减少起下钻次数，降低钻井成本，解决了钻井过程中卡钻、起下钻遇阻卡和“拔活塞”等问题。遥控变径稳定器的遥控方式有启停栗法、排量法、投球法和钻压控制方法等。需要改变变径稳定器外径时，各种遥控方式都会对正常钻进产生一定的影响，无法边钻进边变径。
[0003]因此，降低定向井、水平井和大位移井钻井过程中的托压现象，以及提供一种连续实时的改变变径稳定器外径的方法是提高钻井效率以及水平井延伸能力重要途径。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为满足基于双壁钻杆的钻井系统需要而提供一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，以使双壁钻杆的钻井系统能够连续实时的改变变径稳定器外径，以提高钻井效率以及水平井延伸能力的基于双壁钻杆的钻井系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案:
[0006]—种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，由内筒72和壳体71组成，内筒72与壳体71构成旋转配合，壳体71上安装皮碗73将壳体71与井眼之间轴向密封，并将井眼与双壁钻杆之间的环空分割为上部环空和下部环空，导流加压活塞7的内筒72与壳体71上加工有孔道D70、孔道E76和孔道F77，孔道D70将上部环空与导流加压活塞7下部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道E76将下部环空与导流加压活塞7上部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道F77将导流加压活塞7上部和下部的双壁钻杆环隙连通。
[0007]上述方案进一步包括:
[0008]所述孔道D70内设有节流喷嘴。
[0009]所述导流加压活塞7内筒72和壳体71之间安装轴承75和密封圈74。
[0010]本实用新型的优点导流加压活塞附着在双壁钻杆上，上下环空产生的压差可以推动导流加压活塞及双壁钻杆施加向下的压力，为钻头施加钻压;独立的从井口至井下液动工具液压控制通道，为井下液动工具提供了一种控制通道和实时连续的控制方法。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞的俯视图；
[0012]图2是图1的A-A截面剖视图；
[0013]图3是图1的B-B截面剖视图。
[0014]图中7.导流加压活塞，70.孔道D，71.壳体B，72.内筒B，73.皮碗，74.密封圈，75.轴承，76.孔道E，77.孔道F。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0016]参照附图1、2和3，导流加压活塞7连接在双壁钻杆之间并下入井眼中，将井眼与双壁钻杆之间的环空分割为上部环空和下部环空；导流加压活塞7由内筒72和壳体71组成，内筒72与壳体71构成旋转配合；内筒72与壳体71利用两者之间的轴承75和密封74实现相对转动，壳体71上安装皮碗73将壳体71与井眼之间轴向密封;导流加压活塞7的内筒72与壳体71上加工有孔道D70、孔道E76和孔道F77，孔道D70将上部环空与导流加压活塞7下部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道E76将下部环空与导流加压活塞7上部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道F77将导流加压活塞7上部和下部的双壁钻杆环隙连通，孔道D70内加工一个节流喷嘴。
[0017]—种基于双壁钻杆钻井系统的使用方法如下:
[0018]采用的钻具组合为:钻头+常规钻具+变径稳定器+双壁钻杆+导流加压活塞+双壁钻杆+顶驱适配装置+顶驱；
[0019]钻井过程中(防喷器关闭)，钻井栗从泥浆罐吸入钻井液，排出钻井液依次进入上部环空、孔道D70(内部安装节流喷嘴)、导流加压活塞7下部双壁钻杆的轴向孔道、常规钻具、钻头，从钻头返出并携带岩肩依次经过下部环空、孔道E76、导流加压活塞7上部双壁钻杆的轴向孔道、顶驱，最后经过水龙带返回振动筛和泥浆罐;孔道D70内安装一个节流喷嘴，上部环空和下部环空的压差推动导流加压活塞7带动双壁钻杆向下运动产生作用到钻头上的附加钻压。
[0020]辅栗排出流体依次经过顶驱适配装置的旁通口、双壁钻杆环隙、孔道F77、双壁钻杆环隙后与液力变径稳定器活塞支撑头的内端面连通，通过辅栗的压力调节控制活塞支撑头伸缩。
【主权项】
1.一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，其特征在于:导流加压活塞(7)由内筒(72)和壳体(71)组成，内筒(72)与壳体(71)构成旋转配合，壳体(71)上安装皮碗(73)将壳体(71)与井眼之间轴向密封，导流加压活塞(7)的内筒(72)与壳体(71)上加工有孔道D(70)、孔道E(76)和孔道F(77)，孔道D(70)将上部环空与导流加压活塞(7)下部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道E(76)将下部环空与导流加压活塞(7)上部双壁钻杆的轴向孔道连通，孔道F(77)将导流加压活塞(7)上部和下部的双壁钻杆环隙连通。2.根据权利要求1所述的一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，其特征在于:所述孔道D(70)内设有节流喷嘴。3.根据权利要求1或2所述的一种双壁钻杆钻井系统的导流加压活塞，其特征在于:所述导流加压活塞(7)内筒(72)和壳体(71)之间安装轴承(75)和密封圈(74)。
【文档编号】E21B17/10GK205503037SQ201620090478
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】朱焕刚, 曹强, 宋荣荣, 李建成, 赵绪龙, 苗智瑜, 孙宇, 赵鹏, 赵亚坤, 许强, 邓霖
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院