The invention belongs to the field of drilling technology, and relates to a high-speed rotary percussion drilling anti-deviation drilling tool assembly. The main structure includes PDC bit, rotary percussion drilling tool, downhole power drilling tool, non-magnetic drill collar, first drill collar, centralizer, second drill collar and drill pipe. Each component is connected in turn to form anti-deviation drilling tool assembly. When drilling, downhole power drilling tool is directed to PDC bit and rotary percussion drilling tool. Providing high speed power, the rotary impact drilling tool under the action of drilling fluid forms the hydraulic impact on PDC bit to achieve high efficiency rock breaking, which transforms the higher static cutting strength of rock into smaller dynamic cutting strength under the impact of small drilling pressure; PDC bit contacts directly with the bottom rock to break the bottom rock and extend the borehole with higher rotational speed and impact load; Effectively compensate for the negative effect of small bit pressure on the penetration rate. Under the condition of small bit pressure drilling, the well deviation can be effectively controlled and the penetration rate can be improved at the same time.
【技术实现步骤摘要】
一种高速旋冲钻井防斜钻具组合
:本专利技术属于钻探
,涉及一种高速旋冲钻井防斜钻具组合,特别是一种石油、天然气钻井过程中,长直井段易斜地层防斜打快钻进施工的高速旋冲钻井防斜钻具组合。
技术介绍
:钻井过程中,井斜是井身质量评价的关键因素,而井身质量是评价整个钻井工程质量最重要的指标之一,对后续固井、采油等工程措施的质量和安全产生重要影响,是油气资源高效勘探开发的重要保障。如何在直井段快速钻进的情况下,特别是在地层倾角大、岩性变化大的地层中钻进时,有效防止井斜,保证井身质量,是目前钻井施工面临的关键难题之一。目前针对直井段井斜问题,形成了多套防斜打直技术,包括自动垂直钻井技术,钟摆防斜、满眼防斜、偏心钻柱防斜钻具组合设计技术等。其中自动垂直钻井设备自动化程度及控制精度要求较高,对机械机构设计、井下电子元器件长期稳定工作提出严峻挑战,因此其技术门槛高,高效稳定的自动垂直钻井工具长期被国外公司垄断,导致使用及维护成本高;钟摆钻具组合防斜效果对钻压极其敏感,适用于小钻压钻井,极大影响钻井机械钻速;而满眼钻具组合则是通过增加底部钻具刚度防止钻柱弯曲井斜,这种钻具组合设计方式极易造成卡钻等井下事故;偏心钻柱旋转过程中造成底部钻具的有害振动将严重影响钻具寿命及钻井行程钻速。CN200820080665.8公开了一种适合复杂地层防斜钻具组合,防斜钻具组合自下而上螺纹连接顺序是钻头的上端连接下部钻铤,下部钻铤上端连接可控变径稳定器(AGS-1),可控变径稳定器(AGS-1)上端连接中部钻铤,中部钻铤上端连接变径稳定器(VGS),变径稳定器(VGS)上端连接上部钻铤,上 ...
【技术保护点】
1.一种高速旋冲钻井防斜钻具组合,其特征在于主体结构包括PDC钻头、旋转冲击钻井工具、井下动力钻具、无磁钻铤、第一钻铤、扶正器、第二钻铤和钻杆,各部件依次连接构成防斜钻具组合,其中PDC钻头能用牙轮钻头代替,用于破碎井底岩石,延伸井眼;旋转冲击钻井工具在钻井液作用下,形成对PDC钻头的液力冲击,实现高效冲击破碎岩石,将岩石较高的静切削强度转化为小钻压冲击作用下较小的动切削强度;井下动力钻具向钻头提供高转速动力,较高的转速同样可弥补小钻压对机械钻速的消极影响;无磁钻铤中内置MWD用于检测井斜变化;第一钻铤作为钻进钻压的主要来源,而且提供底部钻具组合刚度;扶正器的结构参数需根据所钻井眼尺寸、钻柱结构参数以及所要实现的防斜或纠斜能力通过杨勋尧法计算确定,无磁钻铤中内置MWD用于检测井斜变化,通过所检测的井斜变化趋势调整钻压,从而调节高速旋冲钻井防斜钻具组合钟摆力,达到防斜、控斜目的;当井斜增加时,通过减小钻压来增加钟摆力,增加钻头低边方向侧向切削力,从而降低井斜。
【技术特征摘要】
1.一种高速旋冲钻井防斜钻具组合,其特征在于主体结构包括PDC钻头、旋转冲击钻井工具、井下动力钻具、无磁钻铤、第一钻铤、扶正器、第二钻铤和钻杆,各部件依次连接构成防斜钻具组合,其中PDC钻头能用牙轮钻头代替,用于破碎井底岩石,延伸井眼;旋转冲击钻井工具在钻井液作用下,形成对PDC钻头的液力冲击,实现高效冲击破碎岩石,将岩石较高的静切削强度转化为小钻压冲击作用下较小的动切削强度;井下动力钻具向钻头提供高转速动力,较高的转速同样可弥补小钻压对机械钻速的消极影响;无磁钻铤中内置MWD用于检测井斜变化;第一钻铤作为钻进钻压的主要来源,而且提供底部钻具组合刚度;扶正器的结构参数需根据所钻井眼尺寸、钻柱结构参数以及所要实现的防斜或纠斜能力通过杨勋尧法计算确定,无磁钻铤中内置MWD用于检测井斜变化,通过所检测的井斜变化趋势调整钻压,从而调节高速旋冲钻井防斜钻具组合钟摆力,达到防斜、控斜目的;当井斜增加时,通过减小钻压来增加钟摆力,增加钻头低边方向侧向切削力,从而降低井斜。2.根据权利要求1所述高速旋冲钻井防斜钻具组合,其特征在于所述扶正器个数为1~2支,旋转冲击钻井工具采用自激振荡式旋转冲击钻井工具,井下动力钻具采用螺杆钻具,第一钻铤和第二钻铤均采用螺旋钻铤;311.2mm井眼钻进过程中,当扶正器为1支时,采用的钻具组合为“Φ311.2mmPDC钻头×0.4m+自激振...
【专利技术属性】
技术研发人员:倪红坚,张恒,王勇,刘书斌,苏宇,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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