專利名稱：雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田鉆探技術領域，提供一種低成本的垂直井段防斜打快鉆具組合，特別是一種雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具。
背景技術：
目前，直井眼的防斜打直一直是困擾鉆井界的一個非常重要的難題。在漫長的鉆井實踐過程中，鉆井技術人員一直在探索一種有效的防斜打直技術。這些防斜打直技術包括鐘擺鉆具組合防斜打直技術、滿眼打直技術、偏重雙頭螺旋穩定器防斜技術、偏心防斜技術、大鉆壓防斜技術。以上這些防斜打快技術，從某種意義上講都屬于被動防斜打直技術范疇。自九十年代以來，防斜打直技術又有了新的進展，出現了 VDS、SDD、VertiTrak,PowerV>Smart Drilling等新型主動性防斜打直技術,我國也在塔里木油田山前高陸構造、中石化南方海相地層成功應用了 VertiTrak、PowerV、Smart Drilling系統,并取得了很好的效果。但由于這些技術的成本較高，就成為這些技術在國內普遍推廣應用的主要障礙。一些高陡構造的直井防斜打直鉆井過程中，目前較多使用的還是鐘擺打直技術。由于鐘擺法的缺點是難以釋放鉆壓，從而使得鉆井速度無法得到提高，使鉆井效益受到了嚴重限制。為此，大鉆壓防斜、偏心防斜打直技術等應運而生。盡管這些方法(應屬動力學防斜打直技術范疇)的發展思路十分正確，但是，由于理論方面的研究及計算方面的缺陷，使得這些技術在現場的應用中并沒有取得很好的效果。可以說低成本的直井防斜問題仍然是一個亟待解決的難題。最為重要的是，氣體鉆井目前正得到迅速發展，而氣體鉆井直井易斜問題正是制約這種技術發展的瓶頸。由于氣體鉆井的復雜性，一些泥漿鉆井所用防斜方法不能適用于氣體鉆井。本專利不但可以提供較好的防斜方法，而且可以提供較好井筒質量，有益于下套管等后續作業。
發明內容本實用新型的目的是提供一種雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，利用這種特定底部鉆具組合的動力學特性，在鉆頭上形成較大的鐘擺力，相應提高鉆壓，實現鉆井防斜又打快的目的。本實用新型采用的技術方案是雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，其特征在于，包括鉆頭、預彎曲短節、下鉆鋌、下穩定器、中鉆鋌、上穩定器和上鉆鋌；所述鉆頭上端螺紋連接一個所述預彎曲短節，所述預彎曲短節上端螺紋連接下鉆鋌，所述下鉆鋌上端螺紋連接下穩定器，所述下穩定器上端螺紋連接中鉆鋌，所述中鉆鋌上端螺紋連接上穩定器，所述上穩定器上端螺紋連接上鉆鋌，所述上鉆鋌的上端螺紋連接鉆桿，鉆桿一直連接到井口。所述的預彎曲短節中部有彎折點，彎折點處的彎角為0. 5 1. 5°，所述的預彎曲短節為整體加工。利用底部鉆具組合的動力學特性來給鉆頭提供較大的鐘擺力，實現防斜打快目的。所述鉆鋌和穩定器的外徑須與鉆頭直徑匹配，滿足工程需要。所述鉆頭為各種滿足工程需要的牙輪鉆頭或PDC鉆頭。本實用新型的有益效果本實用新型雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，在鉆頭上產生的動態鐘擺力是常規鐘擺鉆具組合的1. 5倍以上。其最大優點是可以利用帶預彎曲結構的底部鉆具組合的動力學特性進行防斜打快作業，本鉆具組合適合泥漿鉆井和氣體鉆井，而且成本低、安全性好。同時，彎角的存在，能在一定程度的擴大井眼直徑；雙穩定器的存在，又有修正井壁的作用，因此，其對控制井斜、提高機械鉆速、降低作業成本。
圖1是雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具結構示意圖；圖中，卜鉆頭，2-預彎曲短節，3-下鉆鋌，4-下穩定器，5-中鉆鋌，6-上穩定器，7-上鉆鋌,8-彎折點。
具體實施方式
實施例1 :以一個215. 9mm井眼氣體鉆井所用的雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具為例，對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖1。雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，包括鉆頭1、預彎曲短節2、下鉆鋌3、下穩定器4、中鉆鋌5、上穩定器6和上鉆鋌7。所述鉆頭上端螺紋連接一個所述預彎曲短節2，所述預彎曲短節2上端螺紋連接下鉆鋌3，所述下鉆鋌3上端螺紋連接下穩定器4，所述下穩定器4上端螺紋連接中鉆鋌5，所述中鉆鋌5上端螺紋連接上穩定器6，所述上穩定器6上端螺紋連接上鉆鋌7，所述上鉆鋌7上端螺紋連接上部鉆桿，鉆桿一直連接到井口。鉆頭I采用的是牙輪鉆頭。其中，鉆頭I的直徑215.9mm。預彎曲短節2的直徑172mm，預彎曲短節2的彎角為1. 0°，預彎曲短節2為整體加工。下鉆鋌3的直徑172mm，長度18m。下螺旋穩定器4的直徑210mm。中鉆鋌5的直徑172mm，長度9m。上穩定器6的直徑214mm。上鉆鋌7直徑172mm，長度54m。對應的鐘擺力計算結果，其鐘擺力為-0. 4845kN。作為比較，目前采用的常規雙穩定器鐘擺鉆具組合的鐘擺力為-0. 3919kN。可見氣體鉆井時，雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具組合的降斜力是常規雙穩定器鐘擺鉆具組合降斜力的1. 24倍。
權利要求1.一種雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，其特征在于，包括鉆頭(I)、預彎曲短節(2)、下鉆鋌(3)、下穩定器(4)、中鉆鋌(5)、上穩定器(6)和上鉆鋌(7);所述鉆頭⑴上端螺紋連接一個所述預彎曲短節(2)，所述預彎曲短節(2)上端螺紋連接下鉆鋌(3)，所述下鉆鋌(3)上端螺紋連接下穩定器(4)，所述下穩定器(4)上端螺紋連接中鉆鋌(5)，所述中鉆鋌(5)上端螺紋連接上穩定器￠)，所述上穩定器(6)上端螺紋連接上鉆鋌(7)，所述上鉆鋌(7)上端螺紋連接鉆桿，鉆桿一直連接到井口。
2.根據權利要求1所述的一種雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，其特征在于，所述的預彎曲短節(2)中部有彎折點，彎折點(8)處的彎角為0. 5 1. 5°，所述的預彎曲短節(2)為整體加工。
3.根據權利要求1所述的一種雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，其特征在于，所述鉆頭(1)為牙輪鉆頭或PDC鉆頭。
專利摘要雙穩定器預彎曲動力學鐘擺鉆具，應用于油田鉆井。特征由鉆頭、預彎曲短節、下鉆鋌、下穩定器、中鉆鋌、上穩定器和上鉆鋌組成。所述鉆頭連接一個所述預彎曲短節，所述預彎曲短節連接下鉆鋌，所述下鉆鋌連接下穩定器，所述下穩定器連接中鉆鋌，所述中鉆鋌連接上穩定器，所述上穩定器連接上鉆鋌，所述上鉆鋌連接上部鉆桿。效果是在鉆頭上產生的動態鐘擺力是常規鐘擺鉆具組合的1.5倍以上。其最大優點是能利用帶預彎曲結構的底部鉆具組合的動力學特性，進行防斜打快作業，本鉆具組合適合泥漿鉆井和氣體鉆井，而且成本低、安全性好。
文檔編號E21B17/02GK202900044SQ20122060895
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者梁紅軍, 狄勤豐, 滕學清, 李寧, 章景城, 王文昌 申請人:中國石油天然氣股份有限公司