一种钻井用复摆纠斜提速工具

文档序号:41423360发布日期:2025-03-25 19:21阅读:72来源:国知局

本发明涉及钻井工具,特别是涉及一种钻井用复摆纠斜提速工具。


背景技术:

1、随着油气勘探逐步向深部地层及高难度和超高难度地层进军,钻井操作面临越来越复杂的地质环境及钻井工艺难题,勘探开采难度不断加大。在深井超深井的钻进过程中,地层起伏变化较大,岩性多变,非均质严重。随着井深的增加,井身结构变复杂且井眼尺寸变小,地层软硬交错,岩石硬度及塑性加,研磨性增强,可钻性变差,下部钻具粘滑振动剧烈。钻头的粘滑振动导致钻头由于破岩扭矩不足而停止运转,转盘的持续转动使钻柱扭曲而积蓄能量;钻柱积蓄的能量使钻头足以打破岩石的阻碍,钻头突然释放而高速绕钻柱轴线振动,同时,钻具在钻井过程中由于钻柱的转动造成钻头的涡动,导致钻头的加速磨损和井眼尺寸的增大,影响机械钻速和钻井液的返出。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钻井用复摆纠斜提速工具,旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种钻井用复摆纠斜提速工具,包括:

3、钻头连接器,包括连接段和偏心段;

4、承托短接,与所述连接段相连接;

5、冲击机构,可转动地设置于所述承托短接内,所述冲击机构与所述偏心段偏心设置并用于与所述偏心段相抵;

6、叶轮机构,可转动地设置于所述承托短接内,所述叶轮机构与所述冲击机构相连接,所述叶轮机构内设置有用于钻井液流动的流动通道,当钻井液沿所述流动通道流动时驱动所述叶轮机构转动。

7、可选的,所述叶轮机构包括:

8、传动中心轴,与所述冲击机构相连接;

9、叶轮,设置于所述传动中心轴上;

10、叶轮保护套,可转动地设置于所述承托短接内,所述叶轮保护套与所述叶轮之间具有间隙;

11、第一波动发生器,设置于所述叶轮保护套和所述传动中心轴之间,所述第一波动发生器与所述间隙相连通形成所述流动通道。

12、可选的,所述冲击机构包括:

13、可旋转冲击轴,与所述传动中心轴相连接;

14、冲击器,设置于所述可旋转冲击轴上,所述冲击器用于与所述偏心段相抵。

15、可选的,还包括:

16、稳定中心轴,与所述传动中心轴相连接;

17、上承托圈,通过第一防掉螺栓与所述承托短接相连接,所述上承托圈用于与包覆所述稳定中心轴。

18、可选的,所述叶轮保护套包括:

19、外圈,通过第二防掉螺栓与所述承托短接相连接;

20、内圈,转动连接在所述外圈内,所述内圈与所述第一波动发生器相连接。

21、可选的,还包括:

22、下承托圈,通过第三防掉螺栓与所述承托短接相连接,所述下承托圈用于包覆与所述连接段。

23、可选的,所述连接段与所述承托短接通过螺纹相连接。

24、可选的,所述第一波动发生器与所述内圈和所述传动中心轴分别通过螺纹相连接。

25、可选的,所述可旋转冲击轴上设置有固定扣。

26、可选的,所述稳定中心轴上设置有第二波动发生器。

27、本发明公开了以下技术效果:通过钻井液驱动叶轮机构转动带动冲击机构转动,使得冲击机构与偏心结构相配合产生撞击,从而产生周期性振动,同时在冲击机构转动时,使得流动通道产生周期性的变化,从而产生周期性轴向振动达到冲击钻井的效果,释放钻头切削地层时钻柱所积蓄的能量,降低钻井过程中钻具的粘滑振动现象,减少钻头因粘滑振动而导致的损坏,增加使用寿命,在释放钻头切削地层时钻柱所积蓄的能量的同时还可以起到辅助破岩的作用,对提高钻井速度起到一定的作用,使工具本身具有了沿铅直方向的纠偏能力,从而保持垂直钻进方向的稳定和减少钻头在钻进过程中的涡动,可以起到纠斜复摆防止钻头的涡动避免井径扩大的作用,能够达到延长钻头寿命,减少起下钻时间,降低钻井成本,有效地解决深部地层、硬地层和软硬交错地层难钻的问题,能够极大地降低垂直钻进过程中跳钻、钻头涡动导致的井眼不规则的问题,增加钻头使用寿命,极大地减少后期下套管及其他作业过程中因井眼不规则而导致的风险,同时减少通井次数,降低作业成本,减少施工周期。



技术特征:

1.一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述叶轮机构包括:

3.根据权利要求2所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述冲击机构包括:

4.根据权利要求2所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求3所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述叶轮保护套(9)包括:

6.根据权利要求1所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求1所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述连接段与所述承托短接(2)通过螺纹相连接。

8.根据权利要求5所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述第一波动发生器(16)与所述内圈和所述传动中心轴(11)分别通过螺纹相连接。

9.根据权利要求3所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述可旋转冲击轴(6)上设置有固定扣(7)。

10.根据权利要求4所述的一种钻井用复摆纠斜提速工具,其特征在于,所述稳定中心轴(12)上设置有第二波动发生器(15)。


技术总结
本发明涉及钻井工具技术领域,公开了一种钻井用复摆纠斜提速工具,包括钻头连接器,其包括连接段和偏心段;承托短接与连接段相连接;冲击机构可转动地设置于承托短接内,冲击机构与偏心段偏心设置并用于与偏心段相抵;叶轮机构可转动地设置于承托短接内,叶轮机构与冲击机构相连接,叶轮机构内设置有用于钻井液流动的流动通道,当钻井液沿流动通道流动时驱动叶轮机构转动,本发明能够极大地降低垂直钻进过程中跳钻、钻头涡动导致的井眼不规则的问题,增加钻头使用寿命,极大地减少后期下套管及其他作业过程中因井眼不规则而导致的风险,同时减少通井次数,降低作业成本,减少施工周期。

技术研发人员:徐家年,张华健,卢宇,邵翌晨,刘虹利,焦国盈,张振军,张恒,王昱晨,舒煜,梁梦珑,钱雅慧
受保护的技术使用者:重庆科技大学
技术研发日:
技术公布日:2025/3/24
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