一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法技术

本发明专利技术保护了适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法，包括一开钻具组合和二开钻具组合，一开钻具组合的结构和二开钻具组合的结构相同，自上至下均是由方钻杆、钻杆、转换接头、钻铤、螺杆、PDC钻头依次连接组成；一开钻具组合中的方钻杆外径与二开钻具组合中的方钻杆外径相同，一开钻具组合中的钻杆外径与二开钻具组合中的钻杆外径相同。一开钻井时下入一开钻具组合，一开完成后起出一开钻具组合，只需拆除钻铤和钻头，更换为二开所需的小尺寸钻铤和钻头，组成二开钻具组合，继续二开钻井即可，无需更换方钻杆，更不用更换近千米钻杆，因而简化了作业流程，同时也减少了作业风险，缩短了表层完钻至二开准备的作业周期。

A downhole drilling tool suitable for slim hole drilling and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法
本专利技术属于钻探
，具体涉及一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法。
技术介绍
关于小井眼的定义，不同国家和不同油田公司都有各自不同的理解，有的根据环空尺寸，有的是依据井径，有的则根据90%或更多井段用小于177.8mm钻头钻进的井眼定义，比较普遍认可的定义是：70%的井深直径小于177.8mm的井为小井眼。小井眼钻井因具有能耗低、钻井液用量小、废弃物排放少等优势，在石油行业受到青睐。目前，常用的小井眼钻井采用二开制井身结构，例如若需取得61/2"的小井眼钻井，则表层井眼尺寸91/2"、钻井深度500～1000米，那么，一开钻井作业时，采用51/4"方钻杆+5"钻杆+转换接头+61/2"钻铤+螺杆+91/2"PDC钻头的钻具组合进行表层套管施工，表层套管施工完成后，起出一开钻具组合，进行二开钻井作业，采用31/2"方钻杆+4"钻杆+转换接头+5"钻铤+螺杆+61/2"PDC钻头的钻具组合进行技术套管施工。然而，一开表层完钻至二开钻井前，由于一开所用方钻杆尺寸、钻杆尺寸、钻铤尺寸、钻头尺寸与二开所用方钻杆尺寸、钻杆尺寸、钻铤尺寸、钻头尺寸都不相同，因此，需要更换方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，可以看出，几乎是将一开钻具组合完全舍弃并重新组装一个新的钻具串，尤其是钻杆的更换，需要绷去一开所有的钻杆，然后接相同长度的二开钻杆，而在表层施工中，每根钻杆的长度通常为9.5米，因此需要更换50～100根钻杆，这在现场施工中，无疑增加了工作量，延长了作业周期且作业流程繁琐，在更换各部件的过程中，存在高风险作业。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种适用于小井眼钻井的井下钻具及其使用方法，其目的一是解决现有的小井眼钻井采用二开制井深结构时，在一开表层至二开钻井前，因需要大量更换钻具，导致作业流程复杂且作业周期长的问题；其目的二是解决在更换钻具特别是绷去钻杆的过程中存在的作业风险大、效率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于小井眼钻井的井下钻具，它至少包括用于第一次开钻的一开钻具组合和用于第二次开钻的二开钻具组合，一开钻具组合的结构和二开钻具组合的结构相同，自上至下均是由方钻杆、钻杆、转换接头、钻铤、螺杆、PDC钻头依次连接组成；其中，一开钻具组合中的方钻杆外径与二开钻具组合中的方钻杆外径相同，一开钻具组合中的钻杆外径与二开钻具组合中的钻杆外径相同。本专利技术还保护了一种适用于小井眼钻井的井下钻具的使用方法，包括以下步骤：S001.第一次开钻利用一开钻具组合从地面钻出表层井眼，继续钻进到设计深度后，起出一开钻具组合，下入表层套管，固井侯凝；S002.第二次开钻更换一开钻具组合下方的钻铤和PDC钻头，组成二开钻具组合，下入二开钻具组合至表层套管内，继续钻进，下入技术套管或油层套管完井。进一步地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为500～1000米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。优选地，步骤S002的第二次开钻具体包括：S201.起出一开钻具组合后，保留一开钻具组合的31/2"方钻杆、4"钻杆和转换接头，拆除下方的61/2"钻铤和91/2"PDC钻头，更换为5"钻铤和61/2"PDC钻头，一开钻具组合的31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头与更换后的5"钻铤和61/2"PDC钻头组合成为二开钻具组合；S202.将二开钻具组合下入表层套管内，继续钻进，下入技术套管或油层套管完井。进一步地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为500米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。优选地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为767米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。进一步地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为890米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。优选地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为945米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。进一步地，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为1000米，则选择以下钻具：一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。本专利技术的有益效果如下：一开钻井时下入一开钻具组合，一开完成后，起出一开钻具组合，只需拆除钻铤和钻头，更换为二开所需的小尺寸钻铤和钻头，组成二开钻具组合，继续二开钻井即可，无需更换方钻杆，更不用更换近千米钻杆，因而简化了作业流程，同时也减少了作业风险，缩短了表层完钻至二开准备的作业周期。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。附图说明图1是适用于小井眼钻井的井下钻具的结构示意图。图2是适用于小井眼钻井的井下钻具的使用流程图。图3是第二次开钻的具体流程图。附图标记说明：1.方钻杆；2.钻杆；3.转换接头；4.钻铤；5.螺杆；6.PDC钻头。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。需说明的是，在本专利技术中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的适用于小井本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于小井眼钻井的井下钻具，其特征在于，它至少包括用于第一次开钻的一开钻具组合和用于第二次开钻的二开钻具组合，所述一开钻具组合的结构和所述二开钻具组合的结构相同，自上至下均是由方钻杆（1）、钻杆（2）、转换接头（3）、钻铤（4）、螺杆（5）、PDC钻头（6）依次连接组成；/n其中，一开钻具组合中的方钻杆（1）外径与二开钻具组合中的方钻杆（1）外径相同，一开钻具组合中的钻杆（2）外径与二开钻具组合中的钻杆（2）外径相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于小井眼钻井的井下钻具，其特征在于，它至少包括用于第一次开钻的一开钻具组合和用于第二次开钻的二开钻具组合，所述一开钻具组合的结构和所述二开钻具组合的结构相同，自上至下均是由方钻杆（1）、钻杆（2）、转换接头（3）、钻铤（4）、螺杆（5）、PDC钻头（6）依次连接组成；
其中，一开钻具组合中的方钻杆（1）外径与二开钻具组合中的方钻杆（1）外径相同，一开钻具组合中的钻杆（2）外径与二开钻具组合中的钻杆（2）外径相同。


2.一种根据权利要求1所述的适用于小井眼钻井的井下钻具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S001.第一次开钻
利用一开钻具组合从地面钻出表层井眼，继续钻进到设计深度后，起出一开钻具组合，下入表层套管，固井侯凝；
S002.第二次开钻
更换一开钻具组合下方的钻铤（4）和PDC钻头（6），组成二开钻具组合，下入二开钻具组合至表层套管内，继续钻进，下入技术套管或油层套管完井。


3.如权利要求2所述的适用于小井眼钻井的井下钻具的使用方法，其特征在于，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为500～1000米，则选择以下钻具：
一开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、61/2"钻铤、螺杆、91/2"PDC钻头依次连接组成；
二开钻具组合自上至下由31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头、5"钻铤、螺杆、61/2"PDC钻头依次连接组成。


4.如权利要求3所述的适用于小井眼钻井的井下钻具的使用方法，其特征在于，步骤S002所述第二次开钻具体包括：
S201.起出一开钻具组合后，保留一开钻具组合的31/2"方钻杆、4"钻杆和转换接头，拆除下方的61/2"钻铤和91/2"PDC钻头，更换为5"钻铤和61/2"PDC钻头，一开钻具组合的31/2"方钻杆、4"钻杆、转换接头与更换后的5"钻铤和61/2"PDC钻头组合成为二开钻具组合；
S202.将二开钻具组合下入表层套管内，继续钻进，下入技术套管或油层套管完井。


5.如权利要求4所述的适用于小井眼钻井的井下钻具的使用方法，其特征在于，若预设目的小井眼尺寸为61/2"，预设表层井眼尺寸为91/2"，设计深度为500米，则选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆胜伟，刘朝峰，张红新，向湘怀，刘兵，姜慧强，金虎，沈士军，李建磊，刘龙成，贾继国，代运锋，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11