[发明专利]随钻分段洗井装置及具有随钻分段洗井装置的钻井装置

说明书

本发明提供了一种随钻分段洗井装置，包括外筒、滑动内筒、弹簧、第一限位内筒和至少两个弧形爪，第一限位内筒能拆装地安装在外筒的内部，滑动内筒滑动设置在外筒的内部，且滑动内筒的外壁与外筒的内壁贴合接触，滑动内筒、弹簧与第一限位内筒沿外筒的轴向顺次连接，沿着外筒的周向，外筒的侧壁上均匀开设有多个洗井通道，滑动内筒在外筒的内部往复滑动并开启或封闭洗井通道。本发明还提供了一种具有随钻分段洗井装置的钻井装置。本发明提供的随钻分段洗井装置能安装在每两根相邻的钻杆之间，使得钻井装置在钻进的同时实现水平井、大位移井等复杂结构井的分段清洗，有效提高清洗效果，避免岩屑床的生成，为安全高效钻井提供保障。

技术领域

本发明涉及一种洗井装置，尤其是指一种随钻分段洗井装置及具有随钻分段洗井装置的钻井装置。

背景技术

随着非常规油气藏、断块油气藏、稠油油藏等难动用区块的开发，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井的应用越来越广泛。由于其能最大限度地增大储层泄油面积，提高油气采收率，被广泛的应用于海洋油气田开发、老油田稳产增产和低渗透油气田开发。尤其是利用大位移井来勘探海上、滨海、岛屿和地面条件恶劣地区的油气田，以此减少建造平台、人工岛以及钻油气井的数目，为海洋油气田的开发带来巨大的经济效益。虽然各国在大位移水平井上取得了比较好的成果，但是这项技术还一直处在发展和完善中。其中一个较为突出的问题就是岩屑床的清理，现场实践和实验研究均表明井斜大于40度后的倾斜井段，钻井液携带岩屑效率低，岩屑易堆积形成岩屑床。岩屑床的形成会造成很多钻井问题，诸如：1.增加环空泥浆中的固相含量，减小环空间隙，形成椭圆井眼，而且随着施工时间增长，形成的椭圆井眼就越严重，从而造成憋泵；2.易形成键槽和台阶，造成井下事故；3.钻井中悬重和钻压失真；4.岩屑床的存在会使钻具下部的扶正器、大尺寸钻铤产生相当大的扭矩或造成泥包扶正器，导致憋钻。此外，停泵后井眼中岩屑下沉形成台阶或砂桥，造成砂卡或粘卡，严重影响钻井安全。因此，井眼净化是钻大斜度井的关键技术。

前人在岩屑床的清理方面也提出一些方法，如：1.加大钻井液的排量提高环空的上返速度；2.改善钻井液的性能，提高钻井液的携屑能力；3.短起下倒划眼。通过以上方法的使用取得了一些成果，但与此同时也存在一些不足之处，如：通过加大排量提高环空的上返速度来清理岩屑，可能对储层带来一定的伤害，同时由于上返速度太高，上部松软地层易出现垮塌掉块，同时对钻井设备和钻具也提出了更高的要求；通过改善钻井液的性能提高钻井液的携屑能力，但在目前条件下钻井液还难以调整到不使岩屑下沉的程度，同时还必须配合其他清理岩屑的方法。另外，设计及应用特种钻井液需要投入大量的费用，造成钻井费用过高的问题；对于短起下倒划眼清理岩屑床，需要上提钻柱，要耗费钻时，增加成本，不能钻成优质的井。

发明内容

本发明的目的是提供一种能安装在钻井装置的每两个相邻的钻杆之间，从而对油井进行分段高效清洗的随钻分段洗井装置以及具有该随钻分段洗井装置的钻井装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种随钻分段洗井装置，其中，所述随钻分段洗井装置包括外筒、滑动内筒、弹簧、第一限位内筒和至少两个弧形爪，所述第一限位内筒能拆装地安装在所述外筒的内部，所述滑动内筒滑动设置在所述外筒的内部，且所述滑动内筒的外壁与所述外筒的内壁贴合接触，所述滑动内筒、所述弹簧与所述第一限位内筒沿所述外筒的轴向顺次连接，沿着所述外筒的周向，所述外筒的侧壁上均匀开设有多个洗井通道，所述滑动内筒能在所述外筒的内部往复滑动并开启或封闭所述洗井通道；

各所述弧形爪沿所述滑动内筒的周向均匀分布于所述滑动内筒的侧壁上，各所述弧形爪均为朝向远离所述滑动内筒的轴线的方向凹设的弧形条状，且各所述弧形爪均沿所述滑动内筒的轴向延伸设置，各所述弧形爪均能以与滑动内筒的连接点为圆心进行摆动，所述弧形爪的靠近所述弹簧的一端设有限位钩，所述限位钩沿所述滑动内筒的径向延伸并贯穿所述滑动内筒的侧壁抵靠在所述外筒的内壁上，所述外筒的内壁上与所述弹簧相对应的区域内凹设有与各所述限位钩相配合的限位槽，所述限位钩与所述限位槽能相互钩扣及相互分离并带动所述弧形爪的两端交替的凸出于所述滑动内筒的内壁或缩入所述滑动内筒的侧壁内部。