一种超深水平井井下自动清除岩屑床工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及常规水平井钻井技术领域，更具体地涉及一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具。
【背景技术】
[0002]在超深水平井钻井过程中，水平段井眼净化是钻井关键技术之一。由于井眼净化不良容易形成岩肩床，岩肩床的存在会导致扶正器、钻铤等产生相当大的扭矩，从而影响钻井效率，严重时可能会造成钻井安全事故。清除岩肩床的方法一般有:增加钻井液流速、提高钻杆转速、改善钻井液携岩性能和机械清除岩肩床。考虑井壁稳定和钻井安全，一般不会采用增大排量、提高转速和改变钻井液性能的方法来清除岩肩床。本实用新型提出一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具，利用水力射流作用可有效的破坏岩肩床，加快岩肩的返排速度，最终达到清除岩肩的目的。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的是:提供一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]本实用新型一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具，主要由:工具外壁、螺杆马达、上工具接头、动力转化体、主流道、销轴、弧形凹槽、柱塞、流道A、单流阀A、流道B、钻井液储集室、单流阀B、T型挡板、高压储液室、弹簧、喷嘴、下工具接头组成。所述清除岩肩床工具通过上工具接头和下工具接头与钻杆连接;螺杆马达通过螺纹与动力转化体连接，销轴贯穿固定在动力转化体内，柱塞内壁有弧形凹槽，销轴可以在柱塞内壁的弧形凹槽运动，柱塞通过销轴与动力转化体相连;单流阀A安装在流道A内，钻井液储集室与高压储液室之间安装单流阀B; T型挡板右端有弹簧，T型挡板可沿钻杆轴向移动。常规水平钻井时，钻井液进入清除岩肩床工具，并使螺杆马达沿钻杆径向转动，产生旋转扭矩力，螺杆马达带动动力转化体旋转，固定在动力转话体上的销轴在弧形凹槽内运动，从而带动柱塞左右往复移动；当柱塞向右移动时，单流阀A关闭且单流阀B打开，柱塞压缩钻井液储集室内的钻井液进入高压储液室，高压钻井液推动T型挡板向右运动并压缩弹簧，喷嘴流道打开，高压储液室内的钻井液经喷嘴向环空高速射流，冲击岩肩床；当柱塞向右达到移动极限后，转而向左移动，单流阀A打开、单流阀B关闭，钻井液储集室由流道A吸入钻井液，弹簧伸展并推动T型挡板向左移动，从而关闭嗔嘴流道。柱塞不断的左右往复运动，从而尚压储液室内的钻井液间歇性的经喷嘴向环空自动射流清洗水平井岩肩床。
[0006]本实用新型的优点:结构简单，操作方便，射流效果明显，能有效冲击水平井段环空沉积的岩肩床，实现自动清除岩肩床的目的。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具的结构示意图。
[0008]图中:1.工具外壁，2.螺杆马达，3.上工具接头，4.动力转化体，5.主流道，6.销轴，
7.弧形凹槽，8.柱塞，9.流道A，10.单流阀A，11.流道B ,12.钻井液储集室、13.单流阀B，14.T型挡板，15.高压储液室，16.弹簧，17.喷嘴，18.下工具接头。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0010]如图1所示，本实用新型一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具，主要由工具外壁1、螺杆马达2、上工具接头3、动力转化体4、主流道5、销轴6、弧形凹槽7、柱塞8、流道A9、单流阀A10、流道Bll、钻井液储集室12、单流阀B13、T型挡板14、高压储液室15、弹簧16、喷嘴17、下工具接头18组成。所述上工具接头3和下工具接头18用于连接清除岩肩床工具上下两端钻柱;螺杆马达2产生旋转扭矩力，并带动动力转化体4沿钻杆径向转动；销轴6固定在动力转化体4上，并跟随动力转化体4转动;柱塞8内壁上开有弧形凹槽7，销轴6在弧形凹槽7内旋转运动，并带动柱塞8左右往复运动;主流道5、流道A9、流道BI I用于导流钻井液;T型挡板14可向右移动压缩弹簧16，向左移动关闭喷嘴17流道。常规水平井钻井时，钻井液进入清除岩肩床工具，并带动螺杆马达2沿钻杆径向转动，螺杆马达2产生的旋转扭矩力会带动动力转化体4旋转，柱塞8利用弧形凹槽7跟随销轴6转动，从而实现柱塞8左右往复移动；当柱塞8向右移动时，单流阀AlO关闭、单流阀B13打开，柱塞8压缩钻井液储集室12内的钻井液进入高压储液室15，推动T型挡板14向右运动并压缩弹簧16，喷嘴17流道打开，高压储液室15内的钻井液经喷嘴17向环空高速射流，冲击岩肩床；当柱塞8向右达到移动极限后，转而向左移动，单流阀Al O打开、单流阀B13关闭，钻井液储集室12由流道A9吸入钻井液，弹簧16伸展并推动T型挡板14向左移动，从而关闭嗔嘴17流道。柱塞8不断的左右往复运动，从而尚压储液室15内的钻井液间歇性的经喷嘴向环空自动射流，最终达到自动清除岩肩床的目的。
【主权项】
1.一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具，主要由:工具外壁(I)、螺杆马达(2)、上工具接头(3)、动力转化体(4)、主流道(5)、销轴(6)、弧形凹槽(7)、柱塞(8)、流道A(9)、单流阀A (1)、流道B (11)、钻井液储集室(12)、单流阀B (13)、T型挡板(I 4)、高压储液室(I 5)、弹簧(16)、喷嘴(17)、下工具接头(18)组成，其特征在于:上工具接头(3)和下工具接头(18)与钻杆连接;螺杆马达(2)通过螺纹与动力转化体(4)连接，销轴(6)贯穿固定在动力转化体(4)内，柱塞(8)内壁有弧形凹槽(7)，销轴(6)可以在柱塞(8)内壁的弧形凹槽(7)运动，柱塞(8)通过销轴(6)与动力转化体(4)相连；单流阀A(1)安装在流道A(9)内，钻井液储集室(12)与高压储液室(15)之间安装单流阀B (13); T型挡板(14)右端有弹簧(16)，T型挡板(14)可沿工具轴向移动。2.根据权利要求1所述的一种超深水平井井下自动清除岩肩床工具，其特征在于:喷嘴(17)开□直径为4mm，且与工具外壁(I)轴线构成45°喷射角。
【专利摘要】本实用新型一种超深水平井井下自动清除岩屑床工具。所述工具中螺杆马达带动动力转化体内部的销轴旋转，销轴通过柱塞内壁的弧形凹槽，带动柱塞左右往复移动，从而带动柱塞左右往复移动；当柱塞向右移动时，单流阀A关闭且单流阀B打开，柱塞压缩钻井液储集室内的钻井液进入高压储液室，高压钻井液推动T型挡板向右运动并压缩弹簧，喷嘴流道打开，高压储液室内的钻井液经喷嘴向环空高速射流，冲击岩屑床；当柱塞向右达到移动极限后，转而向左移动，单流阀A打开、单流阀B关闭，钻井液储集室由流道A吸入钻井液，弹簧伸展并推动T型挡板向左移动，从而关闭喷嘴流道。柱塞不断的左右往复运动，从而高压储液室内的钻井液间歇性的经喷嘴向环空自动射流清洗水平井岩屑床。本实用新型的优点：结构简单，操作方便，射流效果明显，能有效冲击水平井段环空沉积的岩屑床，实现自动清除岩屑床的目的。
【IPC分类】E21B21/00
【公开号】CN205277340
【申请号】CN201620009435
【发明人】吴亮, 付建红, 李玲, 胡强
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月6日