井眼清洁工具的制作方法

本发明涉及石油工程，特别地，有关于一种井眼清洁工具。

背景技术：

1、大位移井和水平井广泛应用于滩海油田开发、蒸汽辅助重力驱油、薄互层油藏以及页岩气和煤层气开采等领域，并且取得了良好的效果。然而在钻井过程中，岩屑在重力因素的作用下会堆积在井眼下部形成岩屑床，降低井眼清洁程度。井眼清洁程度过低会造成以下问题：(1)钻井液循环压耗和泥浆泵的负载增加；(2)摩阻增加，钻柱和套管下入困难；(3)岩屑堆积形成岩屑床，产生粘附卡钻或沉沙卡钻现象；(4)井眼形状不规则，导致固井质量低下。

2、目前常用的岩屑清除技术可以分为两类，一类是依靠改变钻井液，包括提高钻井液的返速和改变钻井液的流变性等。另一类是在钻井过程中进行划眼、短起下钻来清理岩屑。然而，这些措施受到钻井设备、地层条件以及成本的限制，携岩效果并不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种井眼清洁工具，以解决目前的岩屑清除方式受到钻井设备、地层条件以及成本的限制而难以提高大位移井和水平井的井眼清洁程度的技术问题。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供一种井眼清洁工具，连接钻具的前部钻具和后部钻具，且所述井眼清洁工具的外径大于所述钻具的外径；所述井眼清洁工具设有内流道以及至少一外流道，所述内流道连通所述前部钻具的通道和所述后部钻具的通道，所述外流道具有入口和出口，所述入口朝向井底设置并与所述前部钻具和井壁之间的前部井眼环空相连通，所述出口朝向所述井壁设置并与所述后部钻具和所述井壁之间的后部井眼环空相连通，且所述后部井眼环空还通过所述井眼清洁工具与所述井壁之间形成的中部井眼环空与所述前部井眼环空相连通。

4、本发明的实施方式中，所述外流道包括直向段和转向段，所述直向段自所述入口沿所述钻具的轴向延伸至所述转向段，所述转向段朝向所述直向段的后方的所述井壁弯曲延伸至所述出口。

5、本发明的实施方式中，所述直向段的中轴线与所述转向段的中轴线之间具有夹角，所述夹角的角度为30度至90度。

6、本发明的实施方式中，至少一所述外流道为上部外流道，所述上部外流道位于所述内流道的上方，所述前部井眼环空内的部分钻井液能经所述上部外流道流出形成上升流。

7、本发明的实施方式中，至少一所述外流道为下部外流道，所述下部外流道位于所述内流道的下方，所述前部井眼环空内的部分钻井液能经所述下部外流道流出形成冲刷流。

8、本发明的实施方式中，所述外流道的数量为多个，多个所述外流道沿所述井眼环空的周向均匀地排布设置。

9、本发明的实施方式中，所述井眼清洁工具包括安装短节，所述安装短节连接所述前部钻具和所述后部钻具，所述内流道设于所述安装短节内。

10、本发明的实施方式中，所述井眼清洁工具还包括外套，所述外套套接于所述安装短节上，所述外流道设于所述外套内。

11、本发明的实施方式中，所述外套的外壁面设有多个扰流边棱，所述扰流边棱沿所述外套的轴向延伸设置，多个所述扰流边棱沿所述外套的周向间隔排布。

12、本发明的实施方式中，所述井眼清洁工具还包括迎流坡面，所述迎流坡面的一端与所述安装短节的外壁面连接，所述迎流坡面的另一端向所述安装短节的外侧倾斜延伸至所述外流道的所述入口。

13、本发明的特点及优点是：

14、本发明的井眼清洁工具，一方面通过设置外流道并使井眼清洁工具与井壁之间具有中部井眼环空，并且通过将外流道的入口朝向井底设置而出口朝向井壁设置，使得钻井液携带井底的岩屑经前部井眼环空后，一部分钻井液能够经中部井眼环空流入后部井眼环空，以携带岩渣向井口流动，一部分钻井液则经外流道从其出口流出时形成扰流，并且不依赖钻具的旋转就能够强制改变钻井液的流动状态，从而避免井眼环空内岩屑在井壁沉积；另一方面通过设置井眼清洁工具的外径大于钻具的外径，使得钻井液携带井底的岩屑经前部井眼环空进入外流道和中部井眼环空时会因流道截面积减小而使钻井液的流速增大，从而能提高中部井眼环空中钻井液的携岩能力以及提高钻井液经外流道流出时的扰流能力。

技术特征：

1.一种井眼清洁工具，其特征在于，连接钻具的前部钻具和后部钻具，且所述井眼清洁工具的外径大于所述钻具的外径；

2.根据权利要求1所述的井眼清洁工具，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的井眼清洁工具，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的井眼清洁工具，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的井眼清洁工具，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的井眼清洁工具，其特征在于，

7.根据权利要求1-6中任一项所述的井眼清洁工具，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的井眼清洁工具，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的井眼清洁工具，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的井眼清洁工具，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种井眼清洁工具，连接钻具的前部钻具和后部钻具，且井眼清洁工具的外径大于所述钻具的外径；所述井眼清洁工具设有内流道以及至少一外流道，所述内流道连通所述前部钻具的通道和所述后部钻具的通道，所述外流道具有入口和出口，所述入口朝向井底设置并与所述前部钻具和井壁之间的前部井眼环空相连通，所述出口朝向所述井壁设置并与所述后部钻具和所述井壁之间的后部井眼环空相连通，且所述后部井眼环空还通过所述井眼清洁工具与所述井壁之间形成的中部井眼环空与所述前部井眼环空相连通。本发明能够直接利用井眼环空内的钻井液清除岩屑床，并且不依赖钻具的旋转就能够强制改变钻井液的流动状态，从而冲刷岩屑床，同时防止岩屑沉积。

技术研发人员：张波,陆努,曹立虎,罗方伟,景英华,王庆,郑钰山,杨云朋,邓金睿,孙秉才,梁爽,姜瑞景,袁力坤,储胜利
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12