[发明专利]自动防碰钻井系统

说明书

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种石油天然气钻井过程井眼间防碰钻井装置，尤其地，涉及一种自动防碰钻井系统。

背景技术

目前，海洋大组丛式井及陆地老井区加密调整井的钻探数量呈现大幅度增加趋势，在钻此类井的过程中，直井段施工打碰邻井套管及斜井段发生两井相碰的问题变得日益突出。井眼交碰导致报废进尺并重复施工及两井同时作废的现象影响了施工的进度，也增加了成本。井眼防碰技术是解决该问题，减少此类事故发生的直接手段，现有井眼间防碰的技术及方法已有以下专利文献予以批露。

中国发明专利公开说明书CN103218749A(公开日2003年07月24日)提供了一种三维钻井轨道防碰撞验证方法；中国发明专利公开说明书CN102953722A (2003年03月06日公开)提供了一种钻井作业中的防碰绕障方法及系统；中国发明专利公开说明书CN102373917A(2012年03月14日公开)提供了通过邻井监测来预警从而防碰的方法。

上述专利公布的防碰技术或方法可以归结为两类，一类为通过扫描计算来预警防碰的方法，一类为通过信号测距来防碰的方法。通过扫描计算预警防碰的方法，需要拟合出井眼轨迹，然而拟合轨迹的过程存在诸多误差，拟合出的轨迹存在着很大范围的不确定性，因此该种防碰方法适用性上受到限制。通过信号测距来防碰的方法可以实现实时防碰预警，但在危险距离范围内不能直接提供防碰绕障方案。因此亟需一种能够实现在遇到邻井时主动绕障来实现防碰的系统或装置，以满足利用密集井区内钻井防碰的需要。

发明内容

为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种自动防碰钻井系统；该自动防碰钻井系统利用其内部强磁块与邻井套管间相互作用来改变钻井液在系统内的流道构成，利用钻井液在钻柱内外的压差，推动转动至邻井方向的推力体从而产生与邻井相背离的作用力，使得钻进趋势偏离邻井方向，进而达到主动防碰绕障的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

自动防碰钻井系统，包括：系统上接头、承力传扭筒、整流承拉头、磁力流道控制结构、轴承定位螺母、推力体、主动流控体、固定流控体、侧向力接头、强磁块，系统上接头、承力传扭筒、侧向力接头依次通过螺纹连接构成自动防碰钻井系统的外筒体；整流承拉头、磁力流道控制结构、轴承定位螺母通过螺纹连接构成自动防碰钻井系统的流道控制体；磁力流道控制结构上部通过上部轴承、上部轴承支撑体、整流承拉头安装于承力传扭筒上，磁力流道控制结构下部通过下部轴承、下部轴承支承体、轴承定位螺母安装于承力传扭筒上，磁力流道控制结构可相对于承力传扭筒自由旋转；磁力流道控制结构下部通过键结构与主动流控体连接，磁力流道控制结构与主动流控体之间安装有主动流控体弹簧，主动流控体可相对于流道控制体轴向滑动，并随着流道控制体一起周向旋转；固定流控体安装于侧向力接头的中心顶端；主动流控体与固定流控体面接触，主动流控体可相对固定流控体转动。

相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、自动防碰钻井系统的原理简单，无需采用人为方式制定防碰绕障措施或者改变原有钻井方法，不需要增加高精尖设备，不影响其它钻井工序的实施；

2、自动防碰钻井系统不需要依据于复杂的轨迹拟合及防碰扫描计算，排除了误差的累积及影响；

3、自动防碰钻井系统直接与钻头连接，且其长度较短，可在不影响随钻测量的前提下精确、快速、直接的控制钻头行为，从而保障快速及时的对邻井防碰做出反应及调整；

4、钻井过程中，该系统对地面设施、钻井管柱、钻头类型没有特殊要求，施工人员的操作施工跟常规钻井完全相同，有利于系统的推广和使用。

附图说明

图1是本发明的自动防碰钻井系统结构示意图；

图2 承力传扭筒结构示意图；

图3是自动防碰钻井系统A-A剖面图；

图4是自动防碰钻井系统B-B剖面图；

图5是自动防碰钻井系统C-C剖面图；

图6是自动防碰钻井系统主动流控体俯视图；

图7是自动防碰钻井系统主动流控体剖视图；

图8是自动防碰钻井系统固定流控体流道分布示意图。