[实用新型]一种短曲率半径水平井螺杆钻具

说明书

本实用新型涉及一种用于钻短曲率半径水平井的井下螺杆钻具。

水平井通常以由垂直井眼到水平井眼的弯曲段的曲率半径及造斜率，划分为长、中、短曲率半径水平井。短曲率半径水平井典型的曲率半径为6－12米，即造斜率为1.5－3°／0.3米，钻具在16－18米的弯曲段内完成由垂直到水平的钻进过程，并且按照一定井斜及一定方位在水平方向钻进所需要的长度以达到目的岩层。这就要求钻井工具的设计和钻井工艺应满足上述要求。

目前，短半径水平井钻井设备大多采用的是短半径旋转系统。它主要是以围绕不旋转弯曲钻进导向器和铰接管柱来设计的。管柱是铰接的，以承受旋转所产生的交变应力。此系统从地面通过动力水龙头或者转盘提供动力。用可回收造斜器与封隔器组合进行造斜。此系统不是定向导向的。开始造斜后，不能改变井眼方位。初始造斜方位只能控制在－20°的方向内。这当然不能适用于很多实际情况。其次，此系统所获得的水平井水平段长度一般不超过120米，大部分均为60米左右。由于动力系统在地面上，井下通过井眼曲率半径很小的变曲部分时，铰接管柱所承受的载荷是非常大的，甚至超过了安全许用工作载荷，这一点又使水平段长度受到了限制。使用此种钻具的钻进效率是很低的；总钻速一般平均为垂直钻速的20％。还因要起下钻次数多而使钻进效率降得更低。除了上述这种通过地面上的动力水龙头或者转盘给予动力的短半径旋转钻具以外，国内外目前还大量采用井下动力马达（螺杆钻具或涡轮钻具）位于造斜点以上的旋转钻具。由于这种钻具同样是需要铰接管柱在弯曲段内旋转，所以它存在着与动力在地面上的旋转钻具相类似的问题。

针对以上所讨论的钻具存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种短曲率半径水平井螺杆钻具，具有使钻柱不旋转、井下动力位于造斜点以下、而且钻拄负荷小、具有较好的造斜性能、较高的定方位精度、钻进效率高、水平钻进距离长、应用可靠的特点。从而克服现有技术存在的缺陷。

本实用新型的任务是这样实现的：由与钻头连接的驱动轴及轴承组件总成1、近钻头扶正器2、螺杆钻具定子铰接接头3、转子铰接接头4、传动轴及定子连接短节5、第一级井下螺杆钻具6、旁通阀总成7、测斜接头8、柔性钻杆双向铰接系统9、短钻杆10、柔性钻杆万向铰接接头11、短钻杆等组成短曲率半径水平井钻井螺杆钻具，其特点在于：1.其能充分满足短曲率半径水平井钻井过程中造斜、稳斜和降斜的要求；2.水平段钻井距离长；动力钻具在紧靠钻头处，整个钻柱在井眼内不转动；3.作用在钻柱上的负荷小；4.螺杆钻具定、转子铰接接头，柔性钻杆铰接接头，能充分满足短曲率半径水平井的造斜、稳斜和降斜的要求，并能使整个钻具顺利地通过大曲率（3－5°／米）的弯曲井眼段；5.螺杆钻具转子铰接接头可以稳定、可靠和有效地传递螺杆钻具产生的扭矩；6.螺杆钻具定子铰接接头和柔性钻杆铰接接头，能充分满足传递钻压和承受反扭矩的要求，抗拉、抗压强度高，密封性能好及使用寿命长。

图1.为本实用新型的螺杆钻具结构示意图

图2.螺杆钻具定子铰接接头结构示意图

图3.螺杆钻具转子铰接接头结构示意图

图4.柔性钻杆双向铰接接头结构示意图

图5.柔性钻杆万向铰接接头结构示意图

以下结合附图详细说明本实用新型：如附图1，本实用新型所述的一种用于短曲率半径水平井螺杆钻具，整套钻具采用下述方式连接构成：与钻头连接的驱动轴及轴承组件总成1连接近钻头扶正器2连接螺杆钻具定子铰接接头3及转子铰接接头4连接传动轴及定子连接短节5连接螺杆钻具定子铰接接头3及转子铰接接头4连接第一级井下螺杆钻6连接螺杆钻具定子铰接接头3及转子铰接接头4连接传动轴及定子连接短节连接螺杆钻具定子铰接接头及转子铰接接头连接第二级井下螺杆钻连接螺杆钻具定子铰接接头连接旁通阀总成7连接测斜接头8连接柔性钻杆双向铰接接头9连接短钻杆10连接柔性钻杆万向铰接接头11连接短钻杆连接……等组成。