一種分割接頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種減小鉆柱與井壁摩阻的方法及一種分割接頭,該分割接頭將鉆柱分割為分別與其連接的上部鉆柱段和下部鉆柱段，根據(jù)選定的減摩阻模式，通過(guò)井口設(shè)備驅(qū)動(dòng)上部鉆柱段產(chǎn)生相對(duì)于下部鉆柱段的軸向滑動(dòng)或周向扭轉(zhuǎn)或軸向滑動(dòng)和周向扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該方法使上部鉆柱段相對(duì)于下部鉆柱段“動(dòng)起來(lái)”，上部鉆柱段與井壁之間的靜摩擦變?yōu)閯?dòng)摩擦，減小了上部鉆柱段與井壁之間的摩阻，改善了上部鉆柱段與井壁巖石之間的接觸狀態(tài)，使鉆壓和扭矩能夠平滑有效的傳遞給鉆頭，提高了機(jī)械鉆速和井眼的極限延伸距離，縮短了鉆井周期并減少了鉆井成本。
【專利說(shuō)明】一種分割接頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及石油天然氣鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于減小深直井和復(fù)雜 結(jié)構(gòu)井鉆進(jìn)過(guò)程中鉆柱與井壁間的摩阻，將鉆壓平滑的傳遞給井底鉆頭的方法及強(qiáng)化該方 法的一種分割接頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)展深直井和復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)，高效開(kāi)發(fā)復(fù)雜油氣層、深部油氣藏和海洋油氣資 源，符合我國(guó)對(duì)能源的巨大需求，也是我國(guó)能源儲(chǔ)備安全的重要保障。
[0003] 在深直井的鉆探過(guò)程中，鉆遇的地層硬度大、巖性變化多樣、非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致井 斜和方位控制難度增大。在這種情況下一般通過(guò)采用鐘擺鉆具組合輕壓吊打或使用帶有彎 角的井下動(dòng)力鉆具組合反扣來(lái)控制井身質(zhì)量；輕壓吊打的方式在一定程度上保證了井身質(zhì) 量，但是使機(jī)械鉆速急劇下降，使用井下動(dòng)力鉆具組合反扣雖然可有效控制井斜和方位，但 是卻加劇了井眼"狗腿"的形成。因此，可以說(shuō)在現(xiàn)有鉆井技術(shù)條件下，直井只存在于設(shè)計(jì) 階段，而鉆出的真實(shí)井眼均是帶有若干"狗腿"的螺旋彎曲井眼。在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)局部狗 腿度過(guò)大將不可避免的導(dǎo)致"拖壓"和"粘滑"現(xiàn)象的發(fā)生，降低了機(jī)械鉆速，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致 遇阻和卡鉆，使鉆壓無(wú)法加到鉆頭，鉆進(jìn)作業(yè)不得不停止。另一方面，深直井、超深直井鉆進(jìn) 過(guò)程中存在大段的裸眼段，容易發(fā)生井漏和高滲透率地層的漏失，環(huán)空中的鉆井液與地層 流體壓力的壓力差將鉆柱壓向井壁，產(chǎn)生"拖壓"和"粘滑"現(xiàn)象，使機(jī)械鉆速降低，嚴(yán)重時(shí) 也將出現(xiàn)"壓差卡鉆"，嚴(yán)重威脅井下安全。
[0004] 在復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆探過(guò)程中，隨著井眼的延伸和井斜的增加，大部分鉆柱躺在井 壁巖石上，使鉆鋌施加的鉆壓大部分消耗在克服井壁對(duì)鉆柱的摩阻上，鉆壓無(wú)法有效的傳 遞給鉆頭，機(jī)械鉆速顯著降低；尤其是滑動(dòng)定向鉆進(jìn)過(guò)程中，井底動(dòng)力鉆具以上的鉆柱不旋 轉(zhuǎn)使鉆柱與井壁之間的摩阻系數(shù)增加，產(chǎn)生"拖壓"現(xiàn)象，當(dāng)鉆柱與井壁巖石之間的摩阻等 于鉆壓時(shí)，井眼無(wú)法繼續(xù)延伸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)深直井和復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆進(jìn)過(guò)程中 存在的高摩阻現(xiàn)象而導(dǎo)致的"拖壓"和"粘滑"，提出一種減小鉆柱與井壁之間摩阻的方法， 使鉆壓和扭矩能夠平滑有效的傳遞給鉆頭，提高機(jī)械鉆速和井眼的極限延伸距離。
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是：提供一種用于強(qiáng)化本實(shí)用新型的減小 鉆柱與井壁摩阻方法的分割接頭。
[0007] 為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種減小鉆柱與井壁摩 阻的方法，該方法如下：
[0008] S10、在鉆柱中確定一個(gè)位置，在該位置安裝一個(gè)分割接頭，所述分割接頭將鉆柱 分割為上部鉆柱段和下部鉆柱段，所述分割接頭的上端與所述上部鉆柱段連接，所述分割 接頭的下端與所述下部鉆柱段連接，所述上部鉆柱段在井口設(shè)備驅(qū)動(dòng)下可相對(duì)于所述下部 鉆柱段軸向滑動(dòng)或周向扭轉(zhuǎn)或軸向滑動(dòng)和周向扭轉(zhuǎn)；
[0009] S20、選擇減摩阻模式，所述減摩阻模式包括軸向運(yùn)動(dòng)減摩阻模式、周向運(yùn)動(dòng)減摩 阻模式和復(fù)合運(yùn)動(dòng)減摩阻模式，選擇其中的一種；
[0010] S30、根據(jù)所選定的減摩阻模式，通過(guò)井口設(shè)備驅(qū)動(dòng)所述上部鉆柱段產(chǎn)生相對(duì)于所 述下部鉆柱段的軸向滑動(dòng)或周向扭轉(zhuǎn)或軸向滑動(dòng)和周向扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0011] 作為優(yōu)選，所述SlO步驟中，還包括步驟Sll:確定所述分割接頭的安裝位置。
[0012] 作為優(yōu)選，當(dāng)選擇所述軸向運(yùn)動(dòng)減摩阻模式時(shí)，所述分割接頭的安裝位置依據(jù)所 需施加的鉆壓按照以下公式確定

【權(quán)利要求】
1. 一種分割接頭，其特征在于，所述分割接頭包括： 套筒，所述套筒的上端固定設(shè)置有上限位盤，所述上限位盤上設(shè)有上限位盤通孔，所述 上限位盤通孔的橫截面呈多邊形或內(nèi)花鍵形；所述套筒的下端設(shè)有封板，所述封板上設(shè)有 封板通孔； 滑動(dòng)桿，所述滑動(dòng)桿內(nèi)沿其軸向設(shè)有貫通的滑動(dòng)桿流道，所述滑動(dòng)桿的縱剖面呈中空 的T形，所述滑動(dòng)桿的桿部穿過(guò)所述上限位盤通孔并延伸至所述套筒內(nèi)的下部，所述滑動(dòng) 桿的頭部位于所述上限位盤的上方用于連接上部鉆柱，所述滑動(dòng)桿的桿部外周面呈與所述 上限位盤通孔的橫截面相適配的多邊形或外花鍵形； 活塞，所述活塞固定套設(shè)于所述滑動(dòng)桿桿部下端的外周上，所述活塞與所述套筒的內(nèi) 壁滑動(dòng)密封配合； 防掉短節(jié)，所述防掉短節(jié)內(nèi)沿其軸向設(shè)有貫通的防掉短節(jié)流道，所述防掉短節(jié)的縱剖 面呈中空的T形，所述防掉短節(jié)的頭部位于所述套筒內(nèi)，所述防掉短節(jié)的桿部伸出所述封 板通孔之外并固定連接有下接頭；所述下接頭的上端與所述套筒的下端花鍵連接，所述花 鍵連接的鍵槽與鍵齒之間留有供所述套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)間隙。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種分割接頭，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)間隙沿所述套筒徑向的 夾角為2° -15°。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種分割接頭，其特征在于，所述活塞的上方設(shè)有上部彈性 緩沖件，所述活塞的下方設(shè)有下部彈性緩沖件。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種分割接頭，其特征在于，所述上部彈性緩沖件為套設(shè)于所 述滑動(dòng)桿桿部上的上彈簧，所述下部彈性緩沖件為設(shè)置于所述活塞下端面與所述防掉短節(jié) 頭部之間的下彈簧。
【文檔編號(hào)】E21B7/00GK204200104SQ201420599097
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】倪紅堅(jiān), 王鵬, 王瑞和, 霍洪俊 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)