【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、在钻井工程中采用长水平段水平井钻井技术，实现一个井眼钻穿多个油气储层，或者增加储层穿行长度，不仅能够节省油气开采的成本，还能提高油气的开采量和开采效率，目前较为常见的为φ215.9mm井眼进行水平段施工。但是长水平段钻井，存在井眼清洁困难、定向托压、摩阻大等难题，限制了水平段施工长度，且随着水平段延长施工风险也更高。优化钻具组合是解决以上问题的方法之一，选用合适的钻头、螺杆等工具，合理设置加重钻杆的位置，可以降低摩阻、提高施工速度和施工安全性。如公开号cn202011064810.5，公开了一种水平段高效无扶振荡钻具组合及方法。该专利技术包括钻头、螺杆钻具、定向接头和无磁钻铤，能够使井下钻具最小处的环空间隙由原来的2-6mm,大幅度的增加为44-5lmm,有利于井筒清洁,同时大大降低了钻具与井壁之间的摩擦阻力,满足了水平段钻井施工要求,有利于水平段探层找层及延伸水平段,提高水平井施工效率。该专利技术通过增加环空间隙来利用井筒清洁，但没有从根本上解决井眼清洁问题，随着水平段延长，岩屑沉积，容易导致环空憋堵，存在埋钻具的风险。
2、现有技术中，通常在钻具的钻头后直接加装多根清砂短节，以期解决清眼清洁问题，但实际应用时发现清砂短接搅动岩屑的作用随着距离的增加会衰减，当应用长度≥2500米的长水平段时，仍存在岩屑沉积导致泵压升高、摩阻变大等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、长水平段穿行能力强、安全性能高、有效避免
2、为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、包括依次可拆式连接的钻头、螺杆钻具、扶正器、浮阀、无磁承压钻杆、无磁悬挂、无磁承压钻杆、加重钻杆、水力振荡器、清砂短节和加重钻杆；其中，清砂短节有多根，相邻两根清砂短节之间用钻杆隔开；靠近水力振荡器的第一根清砂短节距离水力振荡器150-160米位置，之间采用多根钻杆连接。
4、所述多根清砂短节之间的间距由前至后逐渐增大。
5、自第二根清砂短接起，第n根清砂短接与前一根清砂短接的间距由经验公式计算：
6、单位：米；其中l为水平段长度，单位：米；s环为井眼与钻杆的环空面积，单位：平方米，ρ为钻井液密度，单位：千克/立方米，α为最大井斜角，e为钻杆线重，单位：千克/米。
7、所述清砂短节的棱长30-40cm。
8、所述扶正器设有抗研磨切削齿。
9、所述水力振荡器的振动频率≥10hz。
10、所述水力振荡器的位置距离钻头130-150m，不足部分用钻杆连接。
11、所述清砂短节数量是根据经验公式计算间距后，连接后(含连接的钻杆)的总长能够覆盖全部水平段。
12、针对
技术介绍
中的问题，专利技术人进行深入研究发现，在钻头后直接加装多根清砂短节，仅能清理距钻头一定距离井段内的岩屑，当应用于长度≥2500米的长水平段时，由于岩屑在运移过程中发生沉积，仍然存在岩屑沉积导致泵压升高、摩阻变大的问题。为此，考虑将清砂短节设置在钻具的最后，即水力振荡器的后方，这样可以持续搅动井筒内岩屑，从而达到防止水平段岩屑沉积，顺利将岩屑携带至直井段，直至返出地面，实现清洁井筒的目的，并且控制第一根清砂短节距离水力振荡器150-160米位置，其间用多根钻杆相连，控制该距离是因为考虑清砂短节搅动岩屑的作用会随着距离的增加而衰减，岩屑在运移过程中会逐渐沉积，距离过大会导致岩屑部分沉积，清砂效果不佳，距离过短会增加钻具组合整体刚性，导致摩阻扭矩过大。
13、进一步的，优选多根清砂短节之间的间距由前至后逐渐增大，通过逐渐增大清砂短节的间距能够对岩屑形成连续的搅动，使岩屑均匀分散在钻井液中，有效防止岩屑沉积，达到清洁井筒的目。进一步优选的，专利技术人经过多年研究，将间距的控制与水平段长度、环空面积、钻井液密度、井斜角和钻杆线重建立联系，设计出间距控制的计算公式，利用该公式可以快速计算出任意一根(非第一根)清砂短节与前一根清砂短节之间的最优的间距。所述清砂短节的棱长30-40cm，过长会增加施工摩阻，过短会降低搅动岩屑效果。优选的，所述水力振荡器的位置距离钻头130-150m，以保证水力振荡器产生的震动效应能够有效传递到钻头位置，过长会增加施工摩阻，过短会产生托压效应，不利于定向施工。
14、优选的，所述清砂短节的数量不再完全依据经验，而是限定连接总长后覆盖能够全部水平段的长度，这样可能够有效降低钻具组合的刚性，提高钻具组合在水平段施工的适应性。
15、本专利技术针对长水平段钻井存在的岩屑沉积，容易导致环空憋堵，容易埋钻具的技术问题，将清砂短节的布置位置由钻头后方改为位于水力振荡器后方，进一步通过间距的控制提高清砂效率、保证清洁井眼的同时满足钻具组合刚性需求和定向作业要求，提高穿行效率。本专利技术结构简单、长水平段穿行能力强、安全性能高、有效避免环空憋堵问题，特别适用于长度≥2500米的长水平段。
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1.一种适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，包括依次可拆式连接的钻头、螺杆钻具、扶正器、浮阀、无磁承压钻杆、无磁悬挂、无磁承压钻杆、加重钻杆、水力振荡器、清砂短节和加重钻杆；其中，清砂短节有多根，相邻两根清砂短节之间用钻杆隔开；靠近水力振荡器的第一根清砂短节距离水力振荡器150-160米位置，之间采用多根钻杆连接。
2.如权利要求1所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述多根清砂短节之间的间距由前至后逐渐增大。
3.如权利要求2所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，自第二根清砂短接起，第n根清砂短接与前一根清砂短接的间距由经验公式计算：
4.如权利要求1-3任一项所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述清砂短节的轮长30-40cm。
5.如权利要求1所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述扶正器设有抗研磨切削齿。
6.如权利要求1所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述水力振荡器的振动频率≥10Hz。
7.如权利要求5所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述水力
8.如权利要求3所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述清砂短节数量是根据经验公式计算间距后，连接的总长能够覆盖全部水平段。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，包括依次可拆式连接的钻头、螺杆钻具、扶正器、浮阀、无磁承压钻杆、无磁悬挂、无磁承压钻杆、加重钻杆、水力振荡器、清砂短节和加重钻杆；其中，清砂短节有多根，相邻两根清砂短节之间用钻杆隔开；靠近水力振荡器的第一根清砂短节距离水力振荡器150-160米位置，之间采用多根钻杆连接。
2.如权利要求1所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，所述多根清砂短节之间的间距由前至后逐渐增大。
3.如权利要求2所述的适用于长水平段的组合钻具，其特征在于，自第二根清砂短接起，第n根清砂短接与前一根清砂短接的间距由经验公式计算：
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡永锋，钟成兵，袁俊文，胡县，王险冰，李良涛，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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