[发明专利]一种反循环钻井系统及反循环钻井方法

说明书

本发明提供了一种反循环钻井系统及反循环钻井方法，属于钻井工具领域，包括套管、循环通道切换短节、第一钻杆、第二钻杆和钻头；套管内形成工作井筒；循环通道切换短节具有上接头和橡胶塞，设置在工作井筒内，上接头内形成隔离的入流通道和出流通道；循环通道切换短节的一端连接第一钻杆，另一端连接第二钻杆；第一钻杆内钻井液供给通道，第一钻杆外形成出液段；第二钻杆内形成钻井液回收通道，第二钻杆外形成入液段；橡胶塞与工作井筒内壁密封设置，隔离出液段和入液段；入液段与钻井回收通道在钻井内连通。地面设备不需要更改调整，对常规钻井施工工艺无影响，井底裸眼段环空无岩屑，降低钻进摩阻，有利于提速、降低成本，保障钻井安全。

技术领域

本发明涉及钻井工具领域，具体而言，涉及一种反循环钻井系统及反循环钻井方法。

背景技术

反循环钻井技术是为了解决低压、低渗透、易漏油气藏钻探难题，降低钻进摩阻、保护储层和提高钻井安全性而发展起来的一项钻井技术。该技术一般应用双壁钻杆，通过在钻杆环空注入循环介质，在井底清洗钻头和携带岩屑后，携带岩屑的钻井流体流入钻杆内通道上返至地面，在钻井过程中，破碎的岩屑不进入钻杆与井眼环空，环空中为经过净化处理、性能稳定的钻井流体，压力稳定，能够有效保护储层，保持井壁稳定，降低钻柱摩阻等。但是，由于双壁钻杆成本和生产难度较高，还需要与双壁钻杆配套的地面旋转头防喷器、井下反循环马达、井斜监测工具、井下防喷器和钻头等装备和工具，限制了该技术的应用。

发明内容

本发明提供了一种反循环钻井系统及反循环钻井方法，其中反循环钻井系统循环通道切换短节与常规单壁钻杆配套，除需更换常规钻头为反循环钻头外，其余装备和工具均可正常应用，对常规钻井施工工艺亦无影响。旨在解决现有技术中反循环钻井系统存在的上述问题。

本发明是这样实现的：

一种反循环钻井系统，包括套管、循环通道切换短节、第一钻杆、第二钻杆和钻头；

所述套管为上一开次完钻下入井眼并经水泥加固，其内部形成下部裸眼钻进的工作井筒；

所述循环通道切换短节具有上接头和橡胶塞，所述循环通道切换短节设置在所述工作井筒内，所述上接头内形成隔离的入流通道和出流通道；

所述循环通道切换短节的一端连接所述第一钻杆，另一端连接所述第二钻杆；

所述第一钻杆内形成与所述入流通道连通的钻井液供给通道，所述第一钻杆外与所述工作井筒内壁形成出液段；所述第二钻杆内形成与所述出流通道连通的钻井液回收通道，所述第二钻杆外与所述工作井筒内壁形成入液段；所述橡胶塞与所述工作井筒内壁密封设置，隔离所述出液段和所述入液段；

所述钻头设置在所述第二钻杆的底部，在所述钻头上设置有连通所述钻井液回收通道的钻头水眼；

所述入液段与所述钻井回收通道在所述钻头水眼处连通。

在本发明的一种实施例中，还包括用于清理岩屑并提供净化钻井液的钻井液净化系统，所述第一钻杆远离所述循环通道切换短节的一端连接钻井液净化系统的钻井液输出口。

在本发明的一种实施例中，所述套管在所述出液段的端口处连接所述钻井液净化系统的钻井液输入口。

在本发明的一种实施例中，所述循环通道切换短节还包括与所述上接头可拆卸设置的换向芯轴；

所述上接头内设置有连通钻井液供给通道的导流空间；

所述换向芯轴设置在所述导流空间内，将所述导流空间分离成所述换向芯轴与所述导流空间内壁之间的所述入流通道，和所述换向芯轴内部的所述出流通道；

所述上接头具有相对设置的第一端和第二端；