专利名称：偏心防斜钻具组合的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井钻具，具体地是一种偏心防斜钻具组合。
石油钻井的垂直度一直是技术难题，它影响油井的打井成本及油田开发，及防斜钻具是油田在直井钻井过程中为防斜打直设计使用的钻具组合。当前使用的防斜钻具组合有两大类种，即满眼钻具和钟摆钻具。满眼钻具即采用足尺寸扶正器(比如钻φ215mm井眼需采用φ214mm的扶正器)，钻具整体刚度较大，在较大钻压下钻具不易弯曲，钻头轴线转角较小，其防斜效果较好，而一旦发生井斜其纠斜效果非常差，且由于井壁与扶正器间隙较小，极易造成缩径卡钻，因此采用刮刀钻头钻井，很少使用该钻具组合；钟摆钻具是利用扶正器以下钻具钟摆力进行防斜或纠斜，因此在直井内无防斜作用，由于其刚度较小，加上下部钻铤容易弯曲，使钻头产生较大的轴向倾角，易发生井斜，因此不得不使用低钻压，影响钻进速度和质量。
本实用新型的目的在于，克服现有技术中不足之处，提供一种偏心防斜钻具组合，它能适应较大钻压快速钻进，且防斜纠斜能力较强。
本实用新型的目的是这样实现的一种偏心防斜钻具组合，主要由钻头，钻铤、扶正器组成，其特征在于在钻头与扶正器之间的钻铤的适当位置连接有偏心短钻铤。
在较佳实施例中，所述偏心短钻铤的横截面为在一空心圆柱面上凸设有扶正定位凸块和偏重带的组合形状，所述扶正定位凸块为两块，与圆心成180°对称设置，所述偏重带位于两块扶正定位凸块之间，该扶正定位凸块及偏重带的外廊均为圆柱面且偏重带的圆柱面外径等于扶正定位凸块的圆柱面外径。
实施时，对于不设扶正器的钻具组合，所述偏心短钻铤的安放位置是在距离钻头15米之内的钻铤上。
本实用新型有以下积极有益的效果本钻具组合一是根据钻头尺寸及扶正器以下钻铤刚度，合理设计了偏心短钻铤几何形状，使其在旋转过程中具有足够的离心力和较好的扶正作用，二是将上述偏心短钻铤配套成合理的下部钻具组合，使其最大限度的减小钻头轴线转角，增大钻具的降斜力。
现以较佳实施例结合附图进行说明
图1为偏心短钻铤横截面形状示意图；图2为偏心防斜钻具下部组合示意图；图3图4图5为钟摆钻具与偏心防斜钻具效果对比，其中图3为钟摆钻具；图4为偏心防斜钻具偏重带转至上井壁；
图5为偏心防斜钻具偏重带转至下井壁；本实用新型的偏心防斜钻具组合，主要由钻头4，钻铤5、扶正器1组成，在钻头4与扶正器1之间的钻铤5的适当位置连接有偏心短钻铤2。
所述偏心短钻铤的横截面为在一空心圆柱面上凸设有扶正定位凸块和偏重带3的组合形状，所述扶正定位凸块为两块201、202与圆心成180°对称设置，所述偏重带3位于两块扶正定位凸块201、202之间，该扶正定位凸块及偏重带的外廊均为圆柱面且偏重带3的圆柱面外径等于扶正定位凸块201、202的圆柱面外径。
所述偏心短钻铤2的最佳安放位置是在距离钻头4约9-12米之间的钻铤上。
附图中 Fp——井斜力F高——离心力F钟——钟摆力参照图2，本实用新型的钻具组合将偏心短铤2安放在钻头4与扶正器1之间的钻铤5上，对于不设扶正器的钻具组合，所述偏心短钻铤2的安放位置是在距离钻头15米之内的钻铤上。
在旋转钻进过程中，在离心力的作用下，偏心短钻铤2的偏重带3总是贴向井壁。当偏重带转至上井壁6时，由于偏心短钻铤外径小于钻头直径，钻头轴线转角β出现负值，即钻头轴线8向井眼下井壁方向偏移，从而将因钻压造成的井斜分力变为降斜力见图4，此时钻具具有较好的防斜与纠斜效果；当偏重带转至井眼下井壁7时，偏重带对钻具起扶正和支撑作用，与钟摆钻具(见图3)所示相比，大大减少了钻头轴线转角见图5，从而大大减少了钻压造成的井斜分力，增强了钻具的防斜效果。同时由于钻具离心力与钟摆力重合且指向井眼下井壁，大大增强了钻具降斜力，使钻具有较好纠斜效果。该钻具组合减小钻头的轴线转角，大大减少钻压造成的井斜分力，能够满足在较大钻压下防斜钻进，提高机械钻速和井身质量。
权利要求1.一种偏心防斜钻具组合，主要由钻头，钻铤、扶正器组成，其特征在于在钻头与扶正器之间的钻铤的适当位置连接有偏心短钻铤。
2.如权利要求1所述的偏心防斜钻具组合，其特征在于所述偏心短钻铤的横截面为在一空心圆柱面上凸设有扶正定位凸块和偏重带的组合形状，所述扶正定位凸块为两块，与圆心成180°对称设置，所述偏重带位于两块扶正定位凸块之间，该扶正定位凸块及偏重带的外廊均为圆柱面且偏重带的圆柱面外径等于扶正定位凸块的圆柱面外径。
3.如权利要求1所述的偏心防斜钻具组合，其特征在于对于不设扶正器的钻具组合，所述偏心短钻铤的安放位置是在距离钻头15米之内的钻铤上。
专利摘要一种偏心防斜钻具组合,其特征是在钻头与扶正器之间的钻铤的适当位置连接有偏心短钻铤,在较佳实施例中,所述偏心短钻铤的横截面为在一空心圆柱面上凸设有扶正定位凸块和偏重带的组合形状,所述扶正定位凸块为两块,与圆心成180°对称设置,所述偏重带位于两块扶正定位凸块之间,本实用新型合理设计了偏心短钻铤几何形状,使其在旋转过程中具有足够的离心力和较好的扶正作用,将偏心短钻铤配套成合理的下部钻具组合,使其最大限度的减小钻头轴线转角,增大钻具的降斜力。
文档编号E21B17/00GK2282057SQ9624936
公开日1998年5月20日 申请日期1996年12月17日 优先权日1996年12月17日
发明者殷朝阳, 于洪金, 代明午, 柏景海 申请人:大庆石油管理局钻井二公司