專利名稱：帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種帶有帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，本發(fā)明涉及一種鉆井鉆具結(jié)構(gòu)，通過該鉆
具結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)對中深定向井軌跡的高效控制。
背景技術(shù)：
為了實現(xiàn)快速鉆進，加快石油天然氣的勘探開發(fā)速度的目的，在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)場 工程技術(shù)人員想出了許多的快速鉆井工藝技術(shù)，其中快速鉆井四合一鉆具是其中一種，這 種快速鉆井的方式主要是將四種不同的鉆具組合在一個鉆具組合中，一次完成原來需要做 四次起下鉆才能完成的鉆井工作，因此大大縮短了因為起下鉆更換鉆具的時間所帶來的鉆 井周期的延長，該技術(shù)的主要特征是在實施鉆井軌跡控制時，首先實現(xiàn)井斜度的穩(wěn)定，并且 通過軌跡的控制使井斜穩(wěn)中微降，現(xiàn)場技術(shù)人員將這種技術(shù)稱為"穩(wěn)微降"；該技術(shù)自提出 以后，得到了大量的推廣及應(yīng)用，在提高鉆井速度方面從原來的30幾天縮短到7天以內(nèi)，因 此，對鉆井提速工作做出了突出的貢獻；但是，由于地下層位的不同，也會帶來鉆具適應(yīng)性 的變化，如在長慶區(qū)塊的吳起地區(qū)，采用現(xiàn)有技術(shù)的四合一鉆具進行快速鉆井，雖然在四 合一鉆具的規(guī)格上做了較大的變更，但在實際的使用中，在軌跡控制中仍然出現(xiàn)了在洛河 層位中導(dǎo)致井斜大增，而洛河層位下部的地層卻出現(xiàn)了增斜或者降斜規(guī)律不穩(wěn)定的特性， 經(jīng)過試驗，目前的四合一鉆具技術(shù)存在的主要問題是鉆具組合上部由于缺少一個穩(wěn)定機 構(gòu)，所以在地層斜度較大時就會隨地層的斜度而增加井斜的問題，在下部也會出現(xiàn)隨地層 的變化而變化，導(dǎo)致井斜度不穩(wěn)定問題，最終導(dǎo)致了鉆井過程中，反復(fù)滑動調(diào)整井斜，延誤 鉆井速度，導(dǎo)致低效施工，影響了鉆井提速的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，采用三個剛性扶正，增加扶正效果，減少偏 斜的方式，提供了一種能夠減少滑動調(diào)整、使鉆井軌跡穩(wěn)定的帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明包括穩(wěn)定器和鉆具組合，其特征在于所述穩(wěn)定器包 括單彎螺桿穩(wěn)定器、穩(wěn)定器和尾端穩(wěn)定器，單彎螺桿的彎度是1。 1.25° ，在穩(wěn)定器和尾 端穩(wěn)定器上帶有定向鍵；鉆具組合包括單彎螺桿、短鉆挺、無磁鉆桿，短鉆鋌的長度為1 3 米，在短鉆挺與無磁鉆桿之間連接有穩(wěn)定器，單彎螺桿上設(shè)置有單彎螺桿穩(wěn)定器，在無磁鉆 桿的后端連接尾端穩(wěn)定器； 所述單彎螺桿穩(wěn)定器2的外徑<穩(wěn)定器5的外徑<尾端穩(wěn)定器7的外徑，依次遞 減的范圍是l 2mm;所述穩(wěn)定器5的外徑為①210mm ①212mm ;
所述尾端穩(wěn)定器7的外徑是①209mm ①211mm ;
所述無磁鉆鋌6的外徑為165mm，長度為8 9. 5m ;
所述單彎螺桿穩(wěn)定器2由三道螺旋棱構(gòu)成； 所述穩(wěn)定器5也可以采用上部可以連接帶有鍵槽的定向直接頭的常規(guī)穩(wěn)定器；
本發(fā)明在下井前進行組合時，由下到上依次連接鉆頭1、帶有單彎螺桿穩(wěn)定器2的 單彎螺桿3、短鉆鋌4、穩(wěn)定器5、無磁鉆鋌6、尾端穩(wěn)定器7 ;鉆頭1、單彎螺桿3、短鉆鋌4、穩(wěn) 定器5、無磁鉆鋌6、尾端穩(wěn)定器7由螺紋相互連接；單彎螺桿穩(wěn)定器2是沿單彎螺桿3的外 徑均勻分布在單彎螺桿3的表面上，穩(wěn)定器5上帶有定向鍵；
本發(fā)明的有點和有益效果是 本發(fā)明集合了塔式鉆具、三穩(wěn)定器鉆具結(jié)構(gòu)、井底動力鉆具，可以滿足滑動鉆進和 復(fù)合鉆進兩種鉆井方式，在實施滑動鉆進時，設(shè)置的帶有定向槽的穩(wěn)定器具有導(dǎo)向能力、穩(wěn) 斜和穩(wěn)方位的鉆進能力，因此可滿足直井段糾斜、叢式井隨鉆繞障、定向造斜，以及軌跡調(diào) 整的需求；采用復(fù)合鉆進方式時，在直井段具有極好的防斜效果，在斜井段具有很好的穩(wěn) 斜穩(wěn)方位能力，下入本鉆具即就可以滿足直井和定向井二開至完鉆全部井段的鉆井施工 任務(wù)，從而實現(xiàn)二開至完鉆一趟鉆工程，大大減少了起下鉆次數(shù)，縮短了鉆井周期；設(shè)置的 PDC鉆頭、單彎螺桿鉆具能夠?qū)崿F(xiàn)高效破巖，快速鉆進，因此具有較高的機械鉆速；特別是 該鉆具在復(fù)合鉆進時，具有良好的穩(wěn)斜和穩(wěn)方位能力，使定向井長井段復(fù)合鉆進得到實現(xiàn) 和保證。鉆進速度的提高，縮短了浸泡時間，降低了防塌難度，提高了電測一次成功率，縮短 了建井周期。


圖1是本發(fā)明的連接示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出
具體實施例方式在實施鉆井前先按照以下順序由下到上依次連接以下鉆具鉆頭1、帶單彎螺桿
穩(wěn)定器2的單彎螺桿3、短鉆鋌4、穩(wěn)定器5、無磁鉆鋌6、尾端穩(wěn)定器7 ;在連接的鉆具組合
中，單彎螺桿穩(wěn)定器2的外徑<穩(wěn)定器5的外徑<尾端穩(wěn)定器7的外徑，依次遞減的范圍是
1 2mm ;連接完畢后將鉆具下入井內(nèi)，到達井底后，根據(jù)鉆井設(shè)計可以采用滑動鉆進的方
式實施鉆井工程，也可以采用轉(zhuǎn)盤、螺桿兩種動力方式的復(fù)合鉆進； 實施例 1.鉆具組合規(guī)格 短鉆鋌4選擇長度為3m的短鉆挺，單彎螺桿穩(wěn)定器2的外徑^ 212mm，尾端穩(wěn)定器 7的外徑比穩(wěn)定器5的外徑小1. 5mm ;
2.鉆具組合軌跡控制要點 根據(jù)多次試驗，本發(fā)明在長慶區(qū)域的洛河層位的增斜率為1 3° /100m，洛河層 位下部地層的穩(wěn)斜能力為-2.5° T /100m，方位漂移整體規(guī)律為左漂；因此使用本發(fā)明 在洛河層位鉆井時，方位需超前6 9° ，出洛河層位后的井斜應(yīng)超前3-5° ;
3.剖面設(shè)計思路 在井眼軌跡防碰許可的情況下，可盡量提高造斜點，經(jīng)過實驗證明，造斜點在二開 后30 100m的井深位置最佳，最大井斜控制在15度以下，在實施大位移井的鉆井時，最大 井斜控制在20度為最佳；
4.剖面控制
在鉆井施工前要對全井段進行軌跡預(yù)算，預(yù)算應(yīng)細化到各地層，在剖面控制方面， 參數(shù)要控制在設(shè)計參數(shù)的上線，在上部井段要留有富余的井斜，下部井段才能依靠鉆具自 身的特性微降，最終達到減少滑動的目的；
5.鉆井過程中的微調(diào) 在實施鉆井的過程中要求連續(xù)定向到位、及時預(yù)算、及時修正，減少全井段滑動， 要了解地層的變化，利用地層變化特性，及時微調(diào)，減少下部滑動，提高全井施工效率；
6.泥漿性能要求 由于本發(fā)明中采用的PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)特性和單彎螺桿扶正器2及穩(wěn)定器5、尾端穩(wěn) 定器7的剛性與井壁接觸具有強支點的效果，因此在局部地層、局部井段滑動調(diào)整井眼軌 跡時，會出現(xiàn)粘滯現(xiàn)象，造成軌跡滑動調(diào)整困難，因此，在鉆井液方面需要有良好的抑制、攜 砂、潤滑性能，在鉆井過程中要及時改善潤滑性，減小滑動阻力，鉆井液應(yīng)具有清、凈、滑的 目測性能。 7.鉆井參數(shù)的選擇 滑動鉆進時根據(jù)現(xiàn)場施工對反扭角的掌握，推薦泵壓升高值1 2MPa ;螺桿復(fù)合 鉆進時推薦泵壓升高2. 5 3. 5MPa ;轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速從60 90轉(zhuǎn)/分鐘，在遇到蹩跳地層時，要 適當(dāng)降低轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和鉆壓； 由于造斜點設(shè)計較高，在井淺的時候考慮到鉆具的剛性，鉆具的反扭為20 30 度，且變化規(guī)律穩(wěn)定，所以，定向參數(shù)選擇上可以充分的釋放參數(shù)，快速鉆進；
8.下部軌跡的調(diào)整 (1)在井斜大的深井中，如果對反扭角沒有把握，可先采用滑動鉆進的方式完成一 根鉆桿的鉆進，然后采用轉(zhuǎn)盤和螺桿鉆具復(fù)合鉆井的方式完成兩根鉆桿的鉆進，再根據(jù)測 斜結(jié)果修正反扭角，然后采用連續(xù)滑動鉆進的鉆井方式鉆進2 3根進行調(diào)整；如果井斜度 較小，井下暢通，可先取60 90°的井斜度進行鉆進；如果鉆井中發(fā)現(xiàn)有5噸以下的遇阻 現(xiàn)象，反扭角取100 130°為宜； (2)測斜前上下充分活動鉆具，保證所測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確； (3)調(diào)整時根據(jù)立壓的變化進行扶鉆，鉆進時密切觀察立壓變化，加壓后泵壓上升 lMPa即為可以鉆進的依據(jù)。
鉆井實例 長慶地區(qū)塞391-14井施工實例 設(shè)計數(shù)據(jù)井深2152. 70米，位移815. 76米，方位256. 52度，中靶垂深1910米，完 鉆垂深1951米，設(shè)計造斜點230米; 二開鉆具組合由下向上，PDC鉆頭1+直徑為172mm、彎度為1. 25°的單彎螺桿鉆 具3+直徑為165mm、長度為1. 6m的短鉆挺4+直徑為212mm的穩(wěn)定器5+直徑為165mm的無 磁鉆鋌6+直徑為212mm的尾端扶正器7+直徑為165mm的鉆鋌11根+直徑為127mm的鉆 桿+直徑為133mm的方鉆桿；在172mm直徑、彎度為1. 25°的單彎螺桿鉆具3上設(shè)置有單 彎螺桿穩(wěn)定器2 ;鉆井參數(shù)鉆壓20 80KN、轉(zhuǎn)速70rpm、排量36L/S ; 該井鉆井過程的軌跡控制，由于設(shè)置的帶有三個扶正器的四合一鉆具結(jié)構(gòu)的使 用，使鉆井施工剖面光滑，軌跡控制很好；該井鉆井周期5天零1小時，鉆機月速9390. 18m/
5臺月，二開以后，沒有出現(xiàn)滑動和調(diào)整，以及反復(fù)起下鉆的問題，實現(xiàn)了二開一趟鉆完鉆的 目的，充分體現(xiàn)了帶有三個扶正器的四合一鉆具結(jié)構(gòu)在大位移井軌跡控制方面有優(yōu)勢。
權(quán)利要求
一種帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，包括穩(wěn)定器和鉆具組合，其特征在于所述穩(wěn)定器包括單彎螺桿穩(wěn)定器、穩(wěn)定器和尾端穩(wěn)定器，單彎螺桿的彎度是1°～1.25°，在穩(wěn)定器和尾端穩(wěn)定器上帶有定向鍵；鉆具組合包括單彎螺桿、短鉆挺、無磁鉆桿，短鉆鋌的長度為1～3米，在短鉆挺與無磁鉆桿之間連接有穩(wěn)定器，單彎螺桿上設(shè)置有單彎螺桿穩(wěn)定器，在無磁鉆桿的后端連接尾端穩(wěn)定器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述單彎螺桿穩(wěn)定器由三道螺旋棱構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述單彎螺桿穩(wěn)定器的外徑<穩(wěn)定器的外徑<尾端穩(wěn)定器的外徑，依次遞減的范圍是1 2mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述穩(wěn)定器的外徑為①210mm ①212mm，所述尾端穩(wěn)定器的外徑是①209mm ①211mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述無磁鉆鋌的外徑為165mm，長度為8 9. 5m。
全文摘要
一種帶有三個穩(wěn)定器的鉆具結(jié)構(gòu)，涉及一種鉆井鉆具結(jié)構(gòu)，包括單彎螺桿穩(wěn)定器、穩(wěn)定器和尾端穩(wěn)定器、鉆頭、單彎螺桿、短鉆挺、無磁鉆桿，穩(wěn)定器設(shè)置在短鉆挺與無磁鉆桿之間，在無磁鉆桿的上端連接尾端穩(wěn)定器；本發(fā)明采用增加扶正效果，減少偏斜的方式，提供了一種帶有三個扶正器的四合一鉆具結(jié)構(gòu)，解決了目前鉆具組合上部缺少穩(wěn)定機構(gòu)，導(dǎo)致隨地層的斜度而增加井斜的問題，本發(fā)明可以滿足直井和定向井二開至完鉆全部井段的鉆井施工任務(wù)，具有較高的機械鉆速。
文檔編號E21B7/04GK101701506SQ20091021647
公開日2010年5月5日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者何璟彬, 張紅新, 李德波, 石仲元, 魏書泳 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司