專利名稱：適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油井水平井鉆井作業的鉆具結構，特別是一種適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構。屬于鉆井工程油井水平井鉆井領域。
背景技術：
隨著油井水平井施工的不斷發展，油井水平井鉆井技術得到了很大發展，但相對目前的技術提速，水平井鉆進存在施工周期較長，施工過程起下鉆次數多，其中靖安油田正在大力推廣三趟鉆模式，但受各方面因素影響，平均每口井起下鉆4趟，鉆井周期20天，最短鉆井周期15天。每口井使用鉆頭在2只以上，使用鉆頭多，起下鉆次數多，鉆井周期長，水平井施工安全風險大。鉆井速度比較慢。
發明內容本實用新型的目的提供一種適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，該鉆具結構減少起下鉆次數，達到二開后兩趟鉆完鉆，鉆井周期最短縮短到11天之內，減少施工風險。實現油井水平井施工技術較大突破。本實用新型的目的是這樣實現的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是它包括第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構，所述的第一趟二開直井段到中測鉆具結構是由PDC鉆頭、單彎螺桿、螺桿扶正器、接頭、無磁鉆鋌、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿依次順序螺紋連接；所述的第二趟中測至完鉆鉆具結構是由PDC鉆頭、單彎螺桿、螺桿扶正器、球型扶正器、接頭、回壓凡爾、無磁鉆鋌、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿依次順序螺紋連接。所述的PDC鉆頭的鉆頭尺寸是Φ215. 9mm。所述的單彎螺桿尺寸是Φ172 mm或Φ 165mm，單彎螺桿度數為I. 25°，長度為5-9 m ο所述的接頭為帶有無線測斜儀器的MWD接頭，長度為O. 8 -O. 95m。所述的普通鉆桿的尺寸為Φ 127mm,壁厚9. 19mm,長度為油井水平井水平段設計長度加300m ；所述的第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿和第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿的直徑均為Φ 127mm、壁厚均為12-15 mm，第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿的長度為70_90m，第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿的長度為200 -350m。所述的球型扶正器的尺寸為Φ213πιπι，長度為O. 7-0. 9m ;所述的回壓凡爾的長度為O. 40-0. 6m ;所述的無磁鉆鋌的尺寸為Φ 165mm,長度為9_10 m。所述的PDC鉆頭為百思特PDC鉆頭，其型號為SM1665SSR ;或者是億斯達PDC鉆頭，其型號為EDM1616EL。本實用新型的優點是在條件成熟區塊，地層穩定，油層穩定，靶前距大于270 m，中測井斜大于45°的水平井，所有井段為Φ215.9_井眼，造斜井段鉆頭由原來造斜時的215. 9mm的三牙輪鉆頭改變為直接用二開Φ215. 9mmPDC鉆頭鉆進至中測位置，再次，中測后增斜段到水平段一趟鉆技術，中測后使用一只強保徑PDC鉆頭鉆至完鉆，減少因鉆井過程中出現鉆頭故障，對于壓井的水平井特別有利，不用顧慮掉牙輪。本實用新型的兩趟鉆組合鉆具結構縮短油井水平井鉆井周期，提高鉆井速度，簡化水平井施工過程，節約成本。
下面結合實施例附圖對本實用新型做進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。圖I是本實用新型實施例PDC鉆頭的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例第一趟二開直井段到中測鉆具結構；圖3是本實用新型實施例第二趟中測至完鉆鉆具結構；·圖4是水平井實際鉆進示意圖。圖中，I、PDC鉆頭；2、單彎螺桿；3、螺桿扶正器；4、接頭；5、無磁鉆鋌；6、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿；7、普通鉆桿8、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿；9、球型扶正器；10、回壓凡爾；11、直井段；12、第一增斜段；13、第二增斜段；14、水平段；15、中測位置。
具體實施方式
實施例I如圖1-3所示適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，它包括第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構，所述的第一趟二開直井段到中測鉆具結構是由PDC鉆頭I、單彎螺桿2、螺桿扶正器3、接頭4、無磁鉆鋌5、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6、普通鉆桿7依次順序螺紋連接；所述的第二趟中測至完鉆鉆具結構是由roc鉆頭I、單彎螺桿2、螺桿扶正器3、球型扶正器9、接頭4、回壓凡爾10、無磁鉆鋌5、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6、普通鉆桿7、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿8、普通鉆桿7依次順序螺紋連接。實施例2適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，它包括第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構，所述的第一趟二開直井段到中測鉆具結構是由PDC鉆頭I、單彎螺桿2、螺桿扶正器3、接頭4、無磁鉆鋌5、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6、普通鉆桿7依次順序螺紋連接；所述的第二趟中測至完鉆鉆具結構是由PDC鉆頭I、單彎螺桿2、螺桿扶正器3、球型扶正器9、接頭4、回壓凡爾10、無磁鉆鋌5、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6、普通鉆桿7、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿8、普通鉆桿7依次順序螺紋連接。所述的PDC鉆頭I的鉆頭尺寸是Φ215. 9mm，長度不要求，PDC鉆頭I可以選用百思特PDC鉆頭、其型號為SM1665SSR，或者是億斯達PDC鉆頭、其型號為EDM1616EL ;所述的單彎螺桿2尺寸是Φ 172 mm或Φ 165mm，單彎螺桿度數為1.25°，長度為5_9 m。所述的接頭4為帶有無線測斜儀器的MWD接頭，長度為O. 8 -O. 95m。所述的普通鉆桿7的尺寸為Φ 127mm,壁厚9. 19mm,長度為油井水平井水平段設計長度加300m ；所述的第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6和第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿8的直徑均為Φ 127mm、壁厚均為12-15 mm，第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿6的長度為70-90m，第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿8的長度為200 _350m。所述的球型扶正器9的尺寸為Φ213πιπι，長度為O. 7-0. 9m;所述的回壓凡爾10的長度為
O.40-0. 6m ;所述的無磁鉆鋌5的尺寸為Φ 165mm,長度為9_10 m。如圖4所示，水平井實際鉆進示意圖，鉆井由直井段11、增斜段和水平段14構成的鉆井，其中增斜段分為第一增斜段12和第二增斜段13，兩增斜段之間為中測位置15。第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構是兩個獨立的結構，在油井水平井鉆井作業時，使用第一趟二開直井段到中測鉆具結構鉆進二開直井段及造斜增斜井段，鉆至中途電測位置；使用第二趟中測至完鉆鉆具結構鉆進中測后增斜井段及水平井，直至完鉆。在油井水平井施工中，根據靶前距的長短，決定優選井身結構和鉆頭，對于安塞區塊長6目的層較穩定地層，對靶前距大于270的水平井，增斜率小于18° /IOOm的水平井，中測井斜角在45°以上，使用Φ215. 9mm強保徑TOC鉆頭二開，保證二開到中測實現一趟·鉆。中測后使用上述鉆具組合，可實現中測到水平段完鉆一趟鉆。水平段復合鉆進增斜率較低，有利于提高機械鉆速，但是必須使用保徑程度較高的PDC鉆頭，高耐磨性的鉆頭，保證一個鉆頭一趟鉆鉆完水平段。特別對于水平段較長的水平井，500m以上的，鉆頭優選尤為重要。水平段目前優選的鉆頭Φ215. 9EDM1616SEL或Φ215. 9SM1665SSR 鉆頭。施工中應注意I、要實現油井水平井二開后實現兩趟鉆，必須保證所使用的螺桿動力鉆具、入井鉆具與鉆頭壽命相匹配，不能提前出現問題。2、入井的無線測斜儀器必須使用正常，無線儀器的電池使用壽命、無線測斜儀器的其它使用性能必須與鉆頭相匹配。3、井眼所使用的泥漿性能必須滿足PDC鉆頭的使用要求。攜帶巖屑正常，井下安全。4、水平井油層必須穩定。油層變化大的水平井，同時，地層不適合于PDC鉆頭鉆進的，不適合兩趟鉆。5、只有滿足以上4項要求的水平井，才能實現兩趟鉆。
權利要求1.適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是它包括第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構，所述的第一趟二開直井段到中測鉆具結構是由PDC鉆頭(I)、單彎螺桿(2)、螺桿扶正器(3)、接頭(4)、無磁鉆鋌(5)、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿(6)、普通鉆桿(7)依次順序螺紋連接；所述的第二趟中測至完鉆鉆具結構是由PDC鉆頭(I)、單彎螺桿(2)、螺桿扶正器(3)、球型扶正器(9)、接頭(4)、回壓凡爾(10)、無磁鉆鋌(5)、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿(6)、普通鉆桿(7)、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿(8 )、普通鉆桿(7 )依次順序螺紋連接。
2.根據權利要求I所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是所述的PDC鉆頭(I)的鉆頭尺寸是Φ215. 9mm。
3.根據權利要求I所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征 是所述的單彎螺桿(2)尺寸是Φ172 mm或Φ165_，單彎螺桿度數為I. 25°，長度為5_9m ο
4.根據權利要求I所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是所述的接頭(4)為帶有無線測斜儀器的MWD接頭，長度為O. 8 -O. 95m。
5.根據權利要求I所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是所述的普通鉆桿(7)的尺寸為Φ127πιπι，壁厚9. 19mm，長度為油井水平井水平段設計長度加300m ；所述的第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿(6)和第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿(8)的直徑均為Φ 127mm、壁厚均為12-15 mm，第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿(6)的長度為70_90m，第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿(8)的長度為200 -350m。
6.根據權利要求I所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是所述的球型扶正器(9)的尺寸為Φ213πιπι，長度為O. 7-0. 9m ;所述的回壓凡爾(10)的長度為O. 40-0. 6m ;所述的無磁鉆鋌(5)的尺寸為Φ 165mm,長度為9_10 m。
7.根據權利要求2所述的適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是所述的PDC鉆頭(I)為百思特PDC鉆頭，其型號為SM1665SSR ;或者是億斯達PDC鉆頭，其型號為EDM1616EL。
專利摘要本實用新型公開了一種適合油井水平井鉆井作業的兩趟鉆組合鉆具結構，其特征是它包括第一趟二開直井段到中測鉆具結構和第二趟中測至完鉆鉆具結構，所述的第一趟二開直井段到中測鉆具結構是由PDC鉆頭、單彎螺桿、螺桿扶正器、接頭、無磁鉆鋌、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿依次順序螺紋連接；所述的第二趟中測至完鉆鉆具結構是由PDC鉆頭、單彎螺桿、螺桿扶正器、球型扶正器、接頭、回壓凡爾、無磁鉆鋌、第一段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿、第二段加重鉆桿或厚壁鉆桿、普通鉆桿依次順序螺紋連接。該鉆具結構減少起下鉆次數，達到二開后兩趟鉆完鉆，縮短鉆井周期，減少施工風險。實現油井水平井施工技術較大突破。
文檔編號E21B17/10GK202659146SQ20122027495
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者田逢軍, 諶建齊, 楊光, 張盤龍 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司