硬地层水平井通井用划眼器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种硬地层水平井通井用划眼器，包括柱体，沿柱体轴线设有柱体中心孔，柱体的上端设有锥形母螺纹，柱体的下端设有锥形公螺纹，柱体中段外壁均匀设有多个螺旋刀翼，各螺旋刀翼的扶正棱上分别嵌有多颗硬质合金柱，螺旋刀翼的上下两端分别通过锥度坡面与柱体相连，相邻螺旋刀翼之间分别设有螺旋过流槽，各螺旋过流槽的上部分别设有向上喷射的上喷射孔，各螺旋刀翼及锥度坡面的切削面分别嵌有多颗三棱切削齿，上、下锥度坡面背向切削面的边沿分别嵌有多颗锥形切削齿。本通井用划眼器能对硬地层水平井中存在缩径、台阶、垮塌井段井壁进行修复，提高井眼清洗效果，改善井身质量，缩短通井作业时间，降低钻井及完井作业的风险。业的风险。业的风险。

【技术实现步骤摘要】
硬地层水平井通井用划眼器


[0001]本技术涉及一种钻井用划眼工具，尤其涉及一种硬地层水平井通井用划眼器，属于井下划眼器


技术介绍

[0002]很多水平井在起钻时无法直接用吊卡正常起钻，必须采取倒划眼方式才能起出井筒。倒划眼产生的岩屑在上返过程中会在大狗腿或扭方位的井段堆积，容易出现憋泵、憋停顶驱的现象。目前一般采用“牙轮钻头＋钻具稳定器”的钻具组合通井，依靠牙轮钻头和稳定器刀翼保径块对井壁进行刮削，通井到底后依靠钻具高转速旋转及钻井液的大排量循环，将井底的岩屑冲离井底，通井过程中井内岩屑床、厚泥饼难以被破坏，且岩屑向上运移后，随着钻井液冲击能量的降低，仍会逐步下沉，在距离井底一定距离的位置再次形成岩屑床。使用的钻具稳定器多为直刀翼或螺旋刀翼，刀翼宽度与长度过长，导致与井壁接触面积较大，增大了摩擦阻力。且钻具稳定器布齿有限，不具备处理井下垮塌物的能力，一旦出现井壁垮塌，掉块落在稳定器上，无法进行切削破碎，很容易发生卡稳定器事故，随着岩屑不断堆积，堵塞排屑槽，极易憋泵，加剧复杂处理难度。
[0003]目前常规应用的随钻划眼器，虽然对刀翼上的主动切削单元切削齿进行了优化分布，调整了切削齿布局角度，也采用了高强度的硬质合金齿柱增强耐磨性，但是在使用过程效果并不太理想，经过现场应用发现，随钻划眼器刀翼锥度角的设计较大，当井壁存在大台阶时，划眼器锥度角先接触井壁台阶，较大的锥度角增加了起钻过程中的超拉力，容易使钻具出现自锁现象。为了增加划眼器与井壁之间稳定性，螺旋刀翼缠绕角角度过大，不利于岩屑返出及钻具高速旋转，增加了憋泵、憋停顶驱风险，需要带泵才能起出。螺旋刀翼本体外径欠尺寸较多，难以对大肚子井段井壁形成有效切削，一般需要多次通井才能满足下步施工要求；划眼器只在锥度角位置布置了单排切削齿，一旦有掉块卡在井壁与锥度角之间，无法进行反向研磨破碎，随着岩屑不断堆积，易堵塞排屑槽，出现憋泵。螺旋刀翼本体上的硬质合金柱为圆柱形构造，与硬地层为点接触模式，划眼时扭矩较大，易憋停顶驱。
[0004]随着勘探开发的逐年深入，川西中浅层水平井已进入开发中后期，以沙溪庙组气藏为主力产层，地层压力系数达1.38～1.91，属高压
‑
异常高压型气藏，砂泥岩互层频繁，井壁稳定性差，地层非均质性强，可钻性差。受井身质量差、井身轨迹狗腿大、井眼净化差、岩屑床厚度大、钻井液性能差等因素的影响，水平井普遍存在完井及下套管井眼准备时间长，某施工井最多通井10次，耗时达30天，给后期的完井作业造成重大的困难和挑战。因此亟需一种专项通井工具对井眼进行修复，确保后续作业安全。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种硬地层水平井通井用划眼器，能对硬地层水平井中存在缩径、台阶、垮塌井段井壁进行修复，提高井眼清洗效果，改善井身质量，缩短通井作业时间，降低钻井及完井作业的风险。
[0006]为解决以上技术问题，本技术的一种硬地层水平井通井用划眼器，包括柱体，沿柱体轴线设有柱体中心孔，所述柱体的上端设有锥形母螺纹，所述柱体的下端设有锥形公螺纹，所述柱体中段外壁均匀设有多个螺旋刀翼，各螺旋刀翼的扶正棱上分别嵌有多颗硬质合金柱，所述螺旋刀翼的上下两端分别通过锥度坡面与柱体相连，相邻螺旋刀翼之间分别设有螺旋过流槽，各螺旋过流槽的上部分别设有向上喷射的上喷射孔，各螺旋刀翼及锥度坡面的切削面分别嵌有多颗三棱切削齿，上、下锥度坡面背向切削面的边沿分别嵌有多颗锥形切削齿。
[0007]作为本技术的改进，所述硬质合金柱在各螺旋刀翼的外壁设有一排或两排以上，每排硬质合金柱沿螺旋刀翼的螺旋线均匀排列。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述锥度坡面分为两段靠近柱体的为第一坡面，靠近螺旋刀翼的为第二坡面，第一坡面起点与柱体外表面之间的夹角分别为30
°
，第二坡面起点与柱体轴线之间的夹角分别为20
°
。
[0009]作为本技术的进一步改进，当井筒直径≤8
½
英寸时，所述螺旋刀翼的本体外径为井筒直径减去1/16英寸；当井筒直径>8
½
英寸时，所述螺旋刀翼的本体外径为井筒直径减去1/8英寸或1/16英寸；螺旋刀翼的宽度为40
‑
50mm。
[0010]作为本技术的进一步改进，相邻三棱切削齿之间的间距为10cm。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述上喷射孔的外端口向上倾斜，所述上喷射孔的轴线与柱体轴线之间的夹角为45
°
。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述硬质合金柱的出露高度为4mm，各硬质合金柱的顶部设有圆弧形坡面，各圆弧形坡面的底部直径为2mm，坡度角为30
°‑
45
°
。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述螺旋刀翼均匀分布有三个，均为右旋且缠绕角为270
°‑
360
°
。
[0014]相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：1、可以解决常规通井工具及随钻划眼器不能对井壁进行有效修复，通井耗时长，井下风险高等问题及弊端，通过优化螺旋刀翼锥度角、缠绕角、本体外径、刀翼宽度、布齿等关键指标，提高了划眼器的稳定性、垮塌物的通过性及井壁修复能力，增加上喷射孔，提高倒划眼效果及通井质量。
[0015]2、本通井用划眼器能对存在缩径、台阶、垮塌井段井壁进行修复，提高井眼清洗效果，改善井身质量，经过本工具通井后可以形成一个高质量的光滑井眼，且划眼时扭矩小，减少对钻具损害，降低井下钻具事故风险，缩短通井作业时间，提高起下钻时效，降低钻井及完井作业的风险等。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。
[0017]图1为本技术硬地层水平井通井用划眼器的主视图；
[0018]图2为本技术中螺旋刀翼的截面图；
[0019]图3为本技术中三棱切削齿的立体图；
[0020]图4为本技术中锥形切削齿的立体图；
[0021]图5为本技术中硬质合金柱的立体图。
[0022]图中：1.柱体；1a.锥形母螺纹；1b.柱体中心孔；1c.锥形公螺纹；2.螺旋刀翼；3.锥度坡面；3a.第一坡面；3b.第二坡面；4.硬质合金柱；5.三棱切削齿；6.锥形切削齿；7.螺旋过流槽；8.上喷射孔。
具体实施方式
[0023]在本技术的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。
[0024]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬地层水平井通井用划眼器，包括柱体，沿柱体轴线设有柱体中心孔，所述柱体的上端设有锥形母螺纹，所述柱体的下端设有锥形公螺纹，其特征在于：所述柱体中段外壁均匀设有多个螺旋刀翼，各螺旋刀翼的扶正棱上分别嵌有多颗硬质合金柱，所述螺旋刀翼的上下两端分别通过锥度坡面与柱体相连，相邻螺旋刀翼之间分别设有螺旋过流槽，各螺旋过流槽的上部分别设有向上喷射的上喷射孔，各螺旋刀翼及锥度坡面的切削面分别嵌有多颗三棱切削齿，上、下锥度坡面背向切削面的边沿分别嵌有多颗锥形切削齿。2.根据权利要求1所述的硬地层水平井通井用划眼器，其特征在于：所述硬质合金柱在各螺旋刀翼的外壁设有一排或两排以上，每排硬质合金柱沿螺旋刀翼的螺旋线均匀排列。3.根据权利要求1所述的硬地层水平井通井用划眼器，其特征在于：所述锥度坡面分为两段靠近柱体的为第一坡面，靠近螺旋刀翼的为第二坡面，第一坡面起点与柱体外表面之间的夹角分别为30
°
，第二坡面起点与柱体轴线之间的夹角分别为20
°
。4.根据权利要求1所述的硬地层水平井通井用划眼器，其特征在于：当井筒直径≤8
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦春，刘纯仁，程智勇，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：