一种岩屑床破坏器

本申请涉及油气井工程，特别涉及一种岩屑床破坏器。

背景技术：

1、随着非常规油气资源勘探的不断发展，水平钻井技术越来越受到人们的重视。在水平井和大位移井钻井过程中，岩屑颗粒由于受到重力作用，容易滑向大斜度井段的环空低边，进而堆积形成岩屑床。岩屑床的形成会造成钻柱摩阻、扭矩增大以及卡钻等问题，大大降低钻井效率和安全性。为保证井眼清洁，现场经常使用能够提高岩屑清除效率的岩屑床破坏器。

2、岩屑床破坏器按照清岩原理主要分为两种，一种是水眼类的岩屑床破坏器，另一种是叶片类的岩屑床破坏器。

3、水眼类岩屑床破坏器可以使得高速钻井液流体直接射向井壁，从而充分清除岩屑床。例如，图1示出了一种水眼类岩屑床破坏器的结构示意图，该岩屑床破坏器在现有钻井条件下，充分利用喷嘴射流产生的水力能量来清除岩屑，岩屑床破坏器外部安装有喷嘴，内部具有多级活塞，通过控制钻井液排量来开关喷嘴，钻井液以较高的速度从喷嘴处射出，冲击堆积在环空低边处的岩屑床，提高岩屑在井眼环空中的运移效率。该岩屑床破坏器虽然能通过射流将堆积在井壁上的岩屑床进行冲击破坏，但钻井液的流型并未改变，岩屑的输送依然困难。此外，该岩屑床破坏器工作时，喷嘴产生的射流可能会造成井壁失稳。

4、现有的叶片类岩屑床破坏器种类很多，典型的叶片类型有直棱形、螺旋形、v形3种，以及由这三种叶片组合构成的复合叶片，主要靠其特定的几何结构提高周围流场的紊流强度来破坏和清除岩屑床。

5、例如，图2示出了一种叶片类岩屑床破坏器的结构示意图。该岩屑床破坏器主要由v形槽道、v形叶片和过渡段凹槽构成。v形叶片可以破碎粘附在井壁上的岩屑，挖掘岩屑床上部颗粒使其进入v形槽道内。同时，由于该岩屑床破坏器叶片段外径较大，导致周围环空流域面积减小，流体经过时流速会增大，产生对于岩屑床表面颗粒的冲刷作用，使其脱离岩屑床，随钻井液输送到地面。

6、与水眼类岩屑床破坏器相比，叶片类岩屑床破坏器的清岩效果和安全性能相对更好。但目前几种形状叶片的作用效果有限，大斜度井净化效果还不是很好，砂卡和遇阻等现象还常有发生。

技术实现思路

1、本说明书的目的是提供一种岩屑床破坏器，以解决现有岩屑床破坏器的清洁效果不好的问题。

2、为解决上述技术问题，本说明书第一方面提供一种岩屑床破坏器，包括：管体，用于流通钻井液；在所述管体的轴向上设置有多个清洁段，每个清洁段包括沿所述管体的周向设置的多个凸出于管体表面的叶片；其中，每个叶片在管体表面的投影均为流线形的圆括弧状；所述管体表面的多个叶片形成绕管体表面呈螺旋状延伸的导流槽；一个清洁段的两个相邻叶片与相邻清洁段上最近的两个叶片之间形成w形状的导流槽，且所述螺旋形导流槽由多个w形状的导流槽构成。

3、在一些实施例中，从所述管体的第一端至所述管体的第二端，所述呈螺旋状延伸的导流槽的旋转方向与所述管体的旋转方向相反；其中，所述管体的第一端为朝向钻进方向的一端，所述管体的第二端为远离钻进方向的一端。

4、在一些实施例中，所述圆括弧状的开口方向与所述管体的旋转方向一致。

5、在一些实施例中，所述叶片的第一端和第二端在管体表面的投影均为圆角形状，并且，所述第一端的圆角形状小于所述第二端的圆角形状；所述叶片的第一端为朝向钻进方向的一端，所述叶片的第二端为远离钻进方向的一端。

6、在一些实施例中，每个清洁段包括沿所述管体周向设置的3至6个叶片。

7、在一些实施例中，所述叶片的迎流面与所述管体表面之间的夹角为锐角，所述叶片的背流面与所述管体表面之间的夹角为钝角。

8、在一些实施例中，在所述管体的两端设置有凸出于所述叶片的耐磨环。

9、在一些实施例中，在所述耐磨环与清洁段之间设置有过渡段，所述过渡段的管体表面没有凸起。

10、在一些实施例中，所述管体的一端设置有公螺纹，所述管体的另一端设置有能够与所述公螺纹相匹配的母螺纹。

11、本说明提供的岩屑床破坏器，在水力和机械的双重作用下，不仅能避免岩屑沉积成床，而且能够及时破坏和清除已经形成的岩屑床，相对于现有的岩屑床破坏器，可以产生更好的清除岩屑效果。

技术特征：

1.一种岩屑床破坏器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，从所述管体的第一端至所述管体的第二端，所述呈螺旋状延伸的导流槽的旋转方向与所述管体的旋转方向相反；其中，所述管体的第一端为朝向钻进方向的一端，所述管体的第二端为远离钻进方向的一端。

3.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，所述圆括弧状的开口方向与所述管体的旋转方向一致。

4.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，所述叶片的第一端和第二端在管体表面的投影均为圆角形状，并且，所述第一端的圆角形状小于所述第二端的圆角形状；

5.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，每个清洁段包括沿所述管体周向设置的3至6个叶片。

6.根据权利要求2所述的岩屑床破坏器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，在所述管体的两端设置有凸出于所述叶片的耐磨环。

8.根据权利要求7所述的岩屑床破坏器，其特征在于，在所述耐磨环与清洁段之间设置有过渡段，所述过渡段的管体表面没有凸起。

9.根据权利要求1所述的岩屑床破坏器，其特征在于，所述管体的一端设置有公螺纹，所述管体的另一端设置有能够与所述公螺纹相匹配的母螺纹。

技术总结
本发明提供一种岩屑床破坏器，涉及油气井工程技术领域，该岩屑床破坏器包括：管体，用于流通钻井液；在管体的轴向上设置有多个清洁段，每个清洁段包括沿管体的周向设置的多个凸出于管体表面的叶片；其中，每个叶片在管体表面的投影均为流线形的圆括弧状；管体表面的多个叶片形成绕管体表面呈螺旋状延伸的导流槽；一个清洁段的两个相邻叶片与相邻清洁段上最近的两个叶片之间形成W形状的导流槽，且螺旋形导流槽由多个W形状的导流槽构成。本文提出了一种带有螺旋流线型叶片的岩屑床破坏器，在水力和机械的双重作用下，不仅能避免岩屑沉积成床，而且能够及时破坏和清除已经形成的岩屑床，相对于现有的岩屑床破坏器，可以产生更好的清除岩屑效果。

技术研发人员：黄文君,彭硕,高德利
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15