[发明专利]四合一钻具

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井钻具，特别是一种对中深定向井轨迹实现高效控制的四合一钻具。

背景技术

姬塬区块是目前长庆石油勘探局油井定向井最深的区块，目的层在长2的井垂深在2000-2100米左右，平均井深2120.12米；目的层在长4+5的井垂深在2350-2550米左右，平均井深2600米左右。采用常规钻具进行轨迹控制，在已施工定向井中冯地坑长2油层井定向一次成功率仅为16.19％；平均机械钻速仅14.38m/h；平均钻井周期17.26天，建井周期21.30天；2004年轨迹失控填井3起，事故时间占16.71％；处理复杂时间占8.65％。冯地坑长4+5油层的井，平均钻井周期20-25天，建井周期30-35天，电测成功率低于15％。该区块主要难点有：一是由于油田公司采用滚动开发，老井场施工较多，井组较大，而且项目组不按排序施工，防碰绕障难度极大；二是该区块志丹统洛河组一般从二开到1500米左右，厚度大易斜，钟摆钻具防斜效果较差，长时间吊打影响机械钻速；三是造斜段多在洛河段，而该井段中部螺杆滑动易粘，复合调整难度大；四是斜井段洛河组方位变化大，常规钻具在增斜时方位变化达-4-12度/100米，较难控制；五是由于同一井场布井太多，导致设计水平位移较大，轨迹控制段长、并身轨迹较难控制。由于以上诸多因素的影响，该区块钻井速度慢、机械钻速低、钻井周期和建井周期长、定向一次成功率低，事故多。

发明内容

本发明的目的是提供一种四合一钻具，它可进行轨迹控制，用于解决井长直井段防碰、易斜方位漂移无规律、井段轨迹难控制造成的频繁起下钻倒换钻具、机械钻速不能很好的解放、钻井速度慢等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：四合一钻具，其特征是：它至少包括钻头1、单弯螺杆2、短钻铤4、上稳定器5、无磁钻铤6；钻头1、单弯螺杆2、短钻铤4、上稳定器5、无磁钻铤6依次连接；延单弯螺杆2外径均匀分布3个螺旋棱状构成的稳定器3；它通过调整单弯螺杆2的角度和上扶正器之间的短钻铤4长度，或调整上稳定器5的外径大小来达到复合钻井的增稳斜。

所述的无磁钻铤6与单弯螺杆2之间有短钻铤4，用于避免因螺杆磁性干扰而造成测斜数据失真。

所述的单弯螺杆2的规格是Φ172×1.25°

所述的单弯螺杆2的规格是或Φ172×1°。

所述的稳定器5内有定向键。

所述的稳定器5连接带键定向直接头。

所述的短钻铤4长度在3～6米之间。

所述的稳定器5外径是Φ209mm-Φ212mm。

所述的钻头1是PCD钻头。

所述的无磁钻铤6外径为165mm，长度为9m。

本发明的特点是：本发明把塔式钻具、双稳定器钻具结构、井底动力钻具集于一体，具有极好的小井防斜效果(＜5°)，具有极好的稳方位能力，具有很好的弱增斜能力，提供了良好的中深定向井轨迹控制能力。可利用调整单弯螺杆角度和上扶正器之间的短钻铤长度或调整上稳定器的外径大小来达到增稳斜的目的。一年来的现场实践表明，四合一钻具结构具有在直井段防斜、在斜井段稳斜稳方位的使用效果，同时可取得较高的机械钻速，可实现长井段轨迹控制，并且有很好的事故预防效果。

以下通过具体实验数据对本发明的有益效果做进一步说明。

1、高效防斜打直，彻底化解防碰难题

四合一钻具结构是目前为止姬塬区块控制直井段井斜效果最好的结构，在最大程度解决机械钻速的前提下，可以实现直井段防斜打直(1000m洛河段井斜从不超过2°)，从根本上减轻防碰难度。另外四合一钻具还可以利用单弯螺杆的可调性提前绕障，使防碰变被动为主动。(以地68-56井为例)

40606队地68-56井直井段斜数据：