一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合的制作方法

文档序号:41958696发布日期:2025-05-20 16:52阅读:23来源:国知局

本申请属于中深层地热钻探,尤其涉及一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合。


背景技术:

1、中深层地热钻探是指钻探深度在200m~3000m之间,采用对流换热或传导换热的方式将地热资源采出或换出,进而利用的过程。砂泥岩互层在物质组成、层理结构、沉积环境及物性差异等方面存在显著特点,在砂泥岩互层地区进行地热井钻井施工时容易出现以下问题:

2、1、砂泥岩互层地层特性复杂,岩石的硬度、强度、可钻性等方面存在较大差异,传统的钻具组合无法很好地适应这种变化,导致钻进效率低下,钻具磨损严重,甚至可能损坏;

3、2、砂泥岩互层地层结构松散,井壁稳定性较差,容易发生坍塌、垮塌等现象,这就要求钻具组合必须具备良好的护壁能力,以防止井壁失稳,保证钻进安全;

4、3、砂泥岩互层地层复杂多变,属于易斜地层,在这种地层中钻井随着孔深增加孔斜控制难度加大,如未提前采取防斜措施,很可能导致钻机在钻进过程中产生倾斜,进而引起钻井倾斜,钻井质量不满足设计要求。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决上述的问题,而提出的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合。

2、为了实现上述目的,本申请采用了如下技术方案:

3、一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,包括pdc钻头、钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆、普通钻杆,所述钻头接头的一端安装在所述钻头上,所述pdc钻头、钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆、普通钻杆依次固定连接在一起,所述普通钻杆的后端与相同规格尺寸的若干根普通钻杆连接成串。

4、优选的,所述pdc钻头、钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆、普通钻杆依次通过螺纹连接在一起。

5、优选的,所述钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆和普通钻杆的管体均为圆柱形结构。

6、优选的,所述pdc钻头包括pdc复合片、喷嘴、胎体、保径材料、铜心、焊缝、上体和第三外螺纹。

7、优选的,所述钻头接头包括第一管体和第三内螺纹。

8、优选的,所述无磁钻铤和普通钻铤的结构相同,均包括第一钻铤外螺纹、第二管体和第一钻铤内螺纹。

9、优选的,所述螺旋钻铤包括第二钻铤外螺纹、螺旋槽和第二钻铤内螺纹。

10、优选的,所述螺旋稳定器包括第一外螺纹、公接头、螺旋结构、母接头和第一内螺纹。

11、优选的,所述转换接头包括第二外螺纹、第三管体和第二内螺纹。

12、优选的,所述加重钻杆和普通钻杆的结构形同,均包括钻杆外螺纹、钻杆公接头、钻杆管体、钻杆母接头和钻杆内螺纹。

13、与现有技术相比,本申请提供了一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,具备以下有益效果:

14、该砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,通过分析砂泥岩互层地区地层条件并结合地热井钻井施工特点确定合适的钻具组合,pdc钻头可以通过调整切削齿负前角来适应地层硬度,从而提高钻头的机械钻速和寿命,对于砂泥岩互层,当地层抗压强度低于10000psi,泥岩成份占岩石总量的40%以上时,pdc钻头的使用效果最好,无磁钻铤通过内设无线随钻mwd测斜仪用于监测钻孔是否按照设计轨迹钻进,是检测钻孔方位角、准确测量的钻具,同时,由于无磁钻铤刚度强、稳定性好,它还起到了扶正钻头、保持井眼轨迹的作用,螺旋钻铤管体外表面加工有3条右旋螺旋槽,其重量比同尺寸的圆钻铤减少4%,在钻井过程中与井壁的接触面积减少,大大减低产生差动压力阻滞的可能性,从而减少粘附卡钻的发生,有利于钻井液循环,螺旋稳定器在钻具组合中主要起着指点和扶正作用,可以将井斜角和井眼曲率控制在规定范围内,并使钻铤的绝大部分重量集中在钻头上,减少钻柱和钻头上所承受的非井眼中心力和其他外力,普通钻铤光滑壁厚,方便起下钻的同时具有较大的重力和刚度,能够在钻井过程中承受较大的压力和扭矩,加重钻杆作为钻铤和钻杆之间的过渡段,可以减少钻柱的疲劳破坏,在钻铤和钻杆之间用一段加重钻杆,可以缓和断面和刚度的变化,减少应力集中,普通钻杆结构简单,除自身容易拆卸和组装外,与下部加重钻杆和上部方钻杆连接也方便牢固,可有效提高钻机的钻深能力。



技术特征:

1.一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,包括pdc钻头(a)、钻头接头(b)、无磁钻铤(c)、螺旋钻铤(d)、螺旋稳定器(e)、普通钻铤(f)、转换接头(g)、加重钻杆(h)、普通钻杆(i),其特征在于,所述钻头接头(b)的一端安装在所述钻头(a)上,所述pdc钻头(a)、钻头接头(b)、无磁钻铤(c)、螺旋钻铤(d)、螺旋稳定器(e)、普通钻铤(f)、转换接头(g)、加重钻杆(h)、普通钻杆(i)依次固定连接在一起,所述普通钻杆(i)的后端与相同规格尺寸的若干根普通钻杆(i)连接成串。

2.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述pdc钻头(a)、钻头接头(b)、无磁钻铤(c)、螺旋钻铤(d)、螺旋稳定器(e)、普通钻铤(f)、转换接头(g)、加重钻杆(h)、普通钻杆(i)依次通过螺纹连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述钻头接头(b)、无磁钻铤(c)、螺旋钻铤(d)、螺旋稳定器(e)、普通钻铤(f)、转换接头(g)、加重钻杆(h)和普通钻杆(i)的管体均为圆柱形结构。

4.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述pdc钻头(a)包括pdc复合片(20)、喷嘴(21)、胎体(22)、保径材料(23)、铜心(24)、焊缝(25)、上体(26)和第三外螺纹(27)。

5.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述钻头接头(b)包括第一管体(30)和第三内螺纹(31)。

6.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述无磁钻铤(c)和普通钻铤(f)的结构相同,均包括第一钻铤外螺纹(40)、第二管体(41)和第一钻铤内螺纹(42)。

7.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述螺旋钻铤(d)包括第二钻铤外螺纹(50)、螺旋槽(51)和第二钻铤内螺纹(52)。

8.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述螺旋稳定器(e)包括第一外螺纹(60)、公接头(61)、螺旋结构(62)、母接头(63)和第一内螺纹(64)。

9.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述转换接头(g)包括第二外螺纹(70)、第三管体(71)和第二内螺纹(72)。

10.根据权利要求1所述的一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,其特征在于,所述加重钻杆(h)和普通钻杆(i)的结构形同,均包括钻杆外螺纹(80)、钻杆公接头(81)、钻杆管体(82)、钻杆母接头(83)和钻杆内螺纹(84)。


技术总结
本申请涉及中深层地热钻探技术领域,公开了一种砂泥岩互层地区保直防斜提速钻具组合,包括PDC钻头、钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆、普通钻杆,所述钻头接头的一端安装在所述钻头上,所述PDC钻头、钻头接头、无磁钻铤、螺旋钻铤、螺旋稳定器、普通钻铤、转换接头、加重钻杆、普通钻杆依次固定连接在一起,所述普通钻杆的后端与相同规格尺寸的若干根普通钻杆连接成串。本申请有效减少了钻进过程中与井壁的接触面积,大大降低产生差动压力阻滞的可能性,减少粘附卡钻现象发生,并且实现随钻过程实时测斜与保直功能,提高钻进速度的同时保证井身质量满足要求。

技术研发人员:马勃,韩文斌,路乾,孙茉,吴朋,吕佼佼,刘轩,陈伟
受保护的技术使用者:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日:20240723
技术公布日:2025/5/19
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