一种复合钻井防斜打快底部钻具组合制造技术

本发明专利技术涉及一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其由钻头、带近钻头稳定器的单弯螺杆、短钻铤、上稳定器和钻铤组成；所述钻头通过所述近钻头稳定器连接一个所述单弯螺杆，所述单弯螺杆连接一个所述短钻铤，所述短钻铤连接一个所述上稳定器，所述上稳定器通过所述钻铤连接上部钻柱；利用底部钻具组合的动力学特性来给钻头提供防斜力，实现防斜打快目的。其最大优点是带单弯螺杆的底部钻具组合可以提供较大的动态防斜力，实现防斜作业。同时钻头由地面驱动装置和井下螺杆复合驱动，可以获得更高机械钻速，实现打快目的。本钻具组合适合泥浆钻井，且成本低、安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田钻探
，提供一种低成本的垂直井段防斜打快钻具组合， 特别是一种复合钻井防斜打快底部钻具组合。
技术介绍
直井眼的防斜打直一直是困扰钻井界的一个非常重要的难题。在漫长的钻井实践过程中，钻井技术人员一直在探索一种有效的防斜打直技术。这些防斜打直技术包括钟摆钻具组合防斜打直技术、满眼打直技术、偏重双头螺旋稳定器防斜技术、偏心防斜技术、大钻压防斜技术。以上这些防斜打快技术，从某种意义上讲都属于被动防斜打直技术范畴。自九十年代以来，防斜打直技术又有了新的进展，出现了 VDS、SDD、VertiTrak, PowerV, Smart Drilling等新型主动性防斜打直技术，我国也在塔里木油田山前高陡构造、中石化南方海相地层成功应用了 VertiTrak、PowerV、Smart Drilling系统，并取得了很好的效果。但由于这些技术的成本较高，就成为这些技术在国内普遍推广应用的主要障碍。一些高陡构造的直井防斜打直钻井过程中，目前较多使用的还是钟摆打直技术。由于钟摆法的缺点是难以释放钻压，从而使得钻井速度无法得到提高，使钻井效益受到了严重限制。为此，大钻压防斜、偏心防斜打直技术等应运而生。尽管这些方法(应属动力学防斜打直技术范畴)的发展思路十分正确，但是，由于理论方面的研究及计算方面的缺陷，使得这些技术在现场的应用中并没有取得很好的效果。可以说低成本的直井防斜问题仍然是一个亟待解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，并利用这种底部钻具组合的特定动力学特性，在钻头上形成较大的防斜力，实现防斜目的。同时钻头由地面驱动装置和井下螺杆复合驱动，可以获得更高的机械钻速，实现防斜打快目的。其对控制井斜、提高机械钻速、降低作业成本具有十分重要的意义。为了达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其由钻头、带近钻头稳定器的单弯螺杆、短钻铤、上稳定器和钻铤组成；所述钻头连接一个所述单弯螺杆，所述单弯螺杆上带有一个所述近钻头稳定器，并连接一个所述短钻铤，所述短钻铤连接一个所述上稳定器，所述上稳定器通过所述钻铤连接上部钻柱；利用底部钻具组合的动力学特性来给钻头提供防斜力，实现防斜打快目的。上述单弯螺杆中部有弯折，其弯点处的弯角介于0.5° ^1.75°之间。上述近钻头稳定器与单弯螺杆为整体加工，所述近钻头稳定器和所述上稳定器为螺旋稳定器，其上有3飞条螺旋扶正条。当稳定器外径较小时，所用稳定器扶正条个数取低值。上述近钻头稳定器的外径小于井眼直径6 18mm，所述上稳定器的外径小于井径 1 6mmο上述短钻铤和钻铤的外径须与所述钻头直径匹配，满足工程需要，通过所述短钻铤来调节两个稳定器之间的距离。上述近钻头稳定器的中点至所述钻头的底端的距离为0. 5^1. Im ；所述单弯螺杆的弯点到所述近钻头稳定器中点的距离为广1. 5m ；所述近钻头稳定器和所述上稳定器之间的距离介于6 16m之间，井径越大，两稳定器之间的距离取大值。上述钻头为各种满足工程需要的高速牙轮钻头或PDC钻头。上述钻头由地面驱动装置和井下螺杆复合驱动，以获得更高的机械钻速，实现防斜打快目的。本专利技术与现有技术相比较，具有以下突出的优点本专利技术提供一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其最大优点是带单弯螺杆的底部钻具组合可以提供较大的动态防斜力，实现防斜作业。同时钻头由地面驱动装置和井下螺杆复合驱动，可以获得更高机械钻速，实现打快目的。本钻具组合适合泥浆钻井，且成本低、安全性好。附图说明图1是带单弯螺杆的防斜打快钻具组合结构示意图； 图2是所用单弯螺杆的稳定器和传动头实物照片。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的实施例作进一步详细的描述。如图1所示，一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其由钻头1、带近钻头稳定器2 的单弯螺杆3、短钻铤4、上稳定器5和钻铤6组成；所述钻头1通过所述近钻头稳定器2连接一个所述单弯螺杆3，所述单弯螺杆3连接一个所述短钻铤4，所述短钻铤4连接一个所述上稳定器5，所述上稳定器5通过所述钻铤6连接上部钻柱；利用底部钻具组合的动力学特性来给钻头提供防斜力，实现防斜打快目的。所述的单弯螺杆3有一弯点7，该处的弯角介于0.5° 1.75°之间。如图2所示，所述近钻头稳定器2与单弯螺杆3为整体加工，所述近钻头稳定器2 和所述上稳定器5为螺旋稳定器，其上有3飞条螺旋扶正条。当稳定器外径较小时，所用稳定器扶正条个数取低值。所述近钻头稳定器2的外径小于井眼直径6 18mm，所述上稳定器5的外径小于井径1 6mm。所述短钻铤4和钻铤6的外径须与所述钻头1直径匹配，满足工程需要，通过所述短钻铤4来调节两个稳定器之间的距离。所述近钻头稳定器2的中点至所述钻头1的底端的距离为0. 5^1. Im ；所述单弯螺杆3的弯点7到所述近钻头稳定器2中点的距离为广1. 5m ；所述近钻头稳定器2和所述上稳定器5之间的距离介于6 16m之间，井径越大，两稳定器之间的距离取大值。所述钻头1为各种满足工程需要的高速牙轮钻头或PDC钻头。所述钻头1由地面驱动装置和井下螺杆复合驱动，以获得更高的机械钻速，实现防斜打快目的。实施例一 215. 9mm井眼所用复合钻井防斜打快底部钻具组合0 215. 9mm钻头172mm单弯螺杆(带0 208mm螺旋稳定器)(弯角1.0° )+0 165mm 短钻铤215mm螺旋稳定器165mm钻铤*5鈿。其特定结构參数如下(具体符号參见图1)L1 = 0. 8m ； L21 = 1. lm, L2 =8m, Db =215. 9mm, Ds1 =208mm, Ds2 =215mm, D0l=172mm, D02 =172mm D03 =165mm, D04=165mm, Di =71.4 mm, θ =1° 。其中，L1为近钻头稳定器2的中点至所述钻头1的底端的距离；L21为单弯螺杆3 的弯点7到所述近钻头稳定器2中点的距离；L2为两个稳定器之间的距离；Db为钻头1外 径；Ds1为近钻头稳定器2的外径；Ds2为上稳定器5的外径；D0l为近钻头稳定器2和钻头 1之间管体外径；D02为单弯螺杆3的外径；D03为短钻铤4的外径；D04为钻铤6的外径；Di为钻具組合的内径(对于单弯螺杆，其内径用钻铤内径近似等效)θ为单弯螺杆3的弯角作为比较，目前较多采用的防斜或降斜底部钻具组合为钟摆钻具组合215. 9mm 钻头165mm 钻铤 *18m+212mm 螺旋稳定器+0 165mm 钻铤 *9m+212mm 螺旋 稳定器+C 165mm钻挺*5細。这种组合的最大特点就是在高陡构造时必须采用小钻压吊 打，虽能防斜，但机械钻速很低。例如利用这种钻具組合在吐哈油田丘陵构造1200—2700 米井段的实际可用钻压为10kN(也即钟摆极限钻压)，对应的平均机械钻速约为3米/小 吋。而使用复合钻井防斜打快底部钻具组合，实际最大钻压可达50-70kN，平均机械钻速可 达16米/小时左右，最大达M米/小吋。实施例ニ 311. 2mm井眼所用复合钻井防斜打快底部钻具组合0 311. 2mm钻头203mm单弯螺杆(带0 302mm螺旋稳定器)(弯角0. 75° )+0 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其特征在于，其由钻头（１）、带近钻头稳定器（２）的单弯螺杆（３）、短钻铤（４）、上稳定器（５）和钻铤（６）组成；所述钻头（１）连接一个所述单弯螺杆（３），所述单弯螺杆（３）带一个所述近钻头稳定器（２）；所述单弯螺杆（３）连接一个所述短钻铤（４），所述短钻铤（４）连接一个所述上稳定器（５），所述上稳定器（５）通过所述钻铤（６）连接上部钻柱；利用底部钻具组合的动力学特性来给钻头提供防斜力，实现防斜打快目的。

【技术特征摘要】
1.一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其特征在于，其由钻头(1 )、带近钻头稳定器 (2)的单弯螺杆(3)、短钻铤(4)、上稳定器(5)和钻铤(6)组成；所述钻头(1)连接一个所述单弯螺杆(3)，所述单弯螺杆(3)带一个所述近钻头稳定器(2);所述单弯螺杆(3)连接一个所述短钻铤(4 )，所述短钻铤(4 )连接一个所述上稳定器(5 )，所述上稳定器(5 )通过所述钻铤(6)连接上部钻柱；利用底部钻具组合的动力学特性来给钻头提供防斜力，实现防斜打快目的。2.根据权利要求1所述的一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其特征在于，所述的单弯螺杆(3)有一弯点(7)，该点处的弯角介于0.5° ^1.75°之间。3.根据权利要求1所述的一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其特征在于，所述近钻头稳定器(2)与单弯螺杆(3)为整体加工，所述近钻头稳定器(2)和所述上稳定器(5)为螺旋稳定器，其上有3飞条螺旋扶正条。4.根据权利要求1所述的一种复合钻井防斜打快底部钻具组合，其特征在于，所述近钻头稳定器(2)的外径小于井眼直径flSmm，所述上稳定器(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄勤丰，朱卫平，王文昌，王明杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31