[发明专利]防斜打快工具

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探钻井技术领域，特别涉及一种防斜打快工具。

背景技术

直井钻井防斜，是现场经常碰到的难题之一。在钻直井时，如果井斜过大，会使井眼偏离地下设计目标，打乱油气田开发的布局。例如，对于勘探工作来说，井斜大了，会使井深发生误差，使所得的地质资料不真实，甚至偏离勘探目标。当井斜过大，即井打斜后，也会给钻井工程本身增加困难，甚至造成严重的井下故障。因此，钻井时需要利用防斜技术，防止井斜过大。

防斜技术自上世纪五十年代至今，经过几十年的发展，从早期光钻挺、塔式组合、钟摆、满眼等钻具结构，到在上述钻具结构基础上发展到了柔性、偏轴等特殊防斜钻具组合。进一步的，随着定向技术的发展，以螺杆和随钻为主的导向钻井技术应用于防斜纠斜。但是，上述这些技术普遍存在的问题是：牺牲了给钻头施加的钻压，即以施加小钻压达到防斜效果。当钻压小后，相应的钻井速度也会相应减小，因此往往也是以牺牲钻井速度为代价。

然而，对于含砾石的地层，其非均质性很强，钻井时，钻头崩齿严重。为了顺利地对砾石地层进行钻进，需要配套合适的提速工具提高机械钻速，以减缓砾石对钻头的破坏，并提高钻头的破岩能量。这时就出现了矛盾，即为了防斜，需要降低钻压、钻速，而为了实现砾石地层的钻进又需要提高钻压、钻速。

目前，针对含砾石等难钻地层的钻井仍然是一个久而未解决的钻井技术难题，需要把防斜技术、高效提速工具技术、钻头优化等技术集成配套起来才能获得较好的效果，技术要求高、难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种防斜打快工具，能够在含砾石等的难钻地层中实现防斜，同时提高钻头破岩效率，延长钻头使用寿命，并提高钻井速度。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种防斜打快工具，包括：自上而下依次连接的防斜短接、调节短接、冲击机构和钻头，其中，

所述防斜短接具有第一轴线，所述调节短接具有第二轴线，所述第一轴线与所述第二轴线不共线；

所述冲击机构内部形成有钻井液通道，所述冲击机构包括：中空的冲击腔，所述冲击腔的上部设置有喷嘴，所述冲击腔的内部且位于所述喷嘴的下方设置有控制阀，在所述冲击机构内压力交替变动时能周期性往复移动地冲锤；

当钻井液通过所述喷嘴进入所述冲击腔内时，靠近所述喷嘴处的上腔压力降低，所述冲锤向上移动，与所述控制阀接触，从而关闭所述钻井液通道，所述上腔处的压力升高，推动所述冲锤向下冲击所述钻头。

在一个优选的实施方式中，所述第一轴线与所述第二轴线相平行，所述第一轴线与所述第二轴线之间的距离大小与地层倾角的大小成正比。

在一个优选的实施方式中，所述第一轴线与所述第二轴线之间的距离在3毫米至7毫米之间。

在一个优选的实施方式中，所述钻头整体呈回转体，其具有最大直径位置，所述最大直径位置为胎肩部位，所述钻头的牙齿位于所述胎肩部位处。

在一个优选的实施方式中，所述牙齿呈锥型。

在一个优选的实施方式中，所述喷嘴整体呈中空的回转体，其上部设置有连接部用于和所述调节短接连接，其下部的内侧设置有截面积逐渐变小的变截面孔，所述上腔位于所述喷嘴的下游。

在一个优选的实施方式中，所述冲锤整体呈中空的回转体，其具有相对的上端和下端，所述冲锤上端的内侧和外侧设置有密封圈。

在一个优选的实施方式中，所述冲锤的下端的侧壁上形成有旁通孔，所述冲锤下部的外壁与冲击腔之间为间隙配合。

在一个优选的实施方式中，所述控制阀包括：固定在所述喷嘴与所述冲击腔之间的阀套，以及穿设在所述阀套内的阀体；其中，

所述阀套为中空的回转体，其中部设置有用于穿设所述阀体的第一开孔，其周向设置有多个用于流通钻井液的第二开孔；

所述阀体整体为中空的回转体，其侧壁上设置有能与所述冲锤的中部相贯通从而连通所述钻井液通道的第三开孔。

在一个优选的实施方式中，所述冲击机构还包括连接件，所述连接件整体呈中空的回转体，所述连接件的上端穿设在所述冲击腔的下部，所述连接件的下端用于连接钻头，所述连接件的中空部分形成下腔。