防泥包井眼清洁工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防泥包井眼清洁工具包括具有中空管状结构的本体，其顶端设有上接头、底端设置有下接头；在本体外壁上自顶端至底端依次设有第一耐磨带、第一螺旋导流体、叶轮、第二螺旋导流体和第二耐磨带；其中，叶轮套装并设置在本体中部，其包括沿圆周方向均布的多片叶轮片；第一螺旋导流体和第二螺旋导流体为开设在本体外壁上的多条沿圆周方向螺旋状分布的螺旋带，相邻螺旋带之间形成有导流槽；第一耐磨带和第二耐磨带分别与第一螺旋导流体和第二螺旋导流体间隔设置；该工具可根据实际情况，决定安放位置和个数并直接安放在钻柱中，在不改变现有钻井工艺的条件下最大限度搅动岩屑，提高携岩效率；减少倒划眼次数，提高钻进速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钻井工具
，特别涉及一种防泥包井眼清洁工具。
技术介绍
钻井过程中，钻头破碎岩石，产生大小不一的岩屑，钻井液携带岩屑返出地面。在大斜度井、水平井钻进时，岩屑颗粒在重力作用下，容易沉积在下井壁，逐渐堆积形成岩屑床。导致岩屑运移不畅，井眼清洁效率降低。通过大量现场试验以及理论分析表明，岩屑床易于在井斜角约为45°～60°之间形成。岩屑床的产生会造成钻井过程中许多问题，如：摩阻和扭矩增大、卡钻、产生粘滑现象等，最终导致钻速降低，甚至无法钻进。目前提高岩屑运移效率的方法主要有：①增大排量，提高环空返速，上返速度越高钻井液携岩能力越大，但易造成松软地层垮塌掉块；②改善钻井液性能，提高动塑比，降低钻井液流性指数，改善钻井液携岩能力，增强悬浮能力，但是钻井液性能调整的范围有限；③机械清除法，通过短起下，倒划眼等措施，破坏岩屑床，适合于岩屑床沉积不太严重的井段。在钻柱中加入岩屑破坏工具也是机械清除法的一种，岩屑破坏工具直径大于钻杆直径并随钻杆转动，可破坏岩屑床，但会增加钻柱扭矩沿程损失，钻头破岩扭矩减小，并且有泥包风险。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于大斜度井、水平井钻进时能够破坏岩屑床，有效提高岩屑运移效率的防泥包井眼清洁工具。为此，本技术技术方案如下：一种防泥包井眼清洁工具，包括具有中空管状结构的本体，其顶端设有上接头、底端设置有下接头；在所述本体外壁上自顶端至底端依次设有第一耐磨带、第一螺旋导流体、叶轮、第二螺旋导流体和第二耐磨带；其中，所述叶轮套装并设置在所述本体中部，其包括沿圆周方向均布的多片叶轮片；所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体为开设在所述本体外壁上的多条沿圆周方向螺旋状分布的螺旋带，相邻螺旋带之间形成有导流槽；所述第一耐磨带和所述第二耐磨带分别套装在所述本体外侧且分别与所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体间隔设置。进一步地，所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体分别位于所述叶轮两侧且邻近所述叶轮开设，且二者螺旋导流方向相反。进一步地，在所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体的导流槽表面喷涂有特氟龙涂层。进一步地，在所述叶轮片外壁上均开设有沿圆周方向分布的多排凹槽，在每个所述凹槽内设置有硬质合金齿柱。进一步地，在所述第一耐磨带和所述第二耐磨带的外壁上或两侧顶角处均开设有沿圆周方向分布的多排凹槽，在每个所述凹槽内设置有硬质合金齿柱。进一步地，所述硬质合金齿柱以过盈配合方式镶嵌在每个所述凹槽内，且所述硬质合金齿柱略凸出于叶轮片或耐磨带的外壁。进一步地，所述硬质合金齿柱为与凹槽形状相适应的圆柱形或方形。进一步地，所述第一耐磨带和所述第二耐磨带的外径与所述叶轮的外径一致，且二者外径均大于所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体的外径。与现有技术相比，该防泥包井眼清洁工具可以直接安放在钻柱中，不改变现有钻井工艺；所述防泥包井眼清洁工具特殊的外形结构可最大限度搅动岩屑，提高携岩效率；减少倒划眼次数，提高钻进速度；减小钻柱扭矩和托压现象，减少钻具磨损程度；优化的导流槽与槽内特氟龙涂层可有效防止产生泥包现象；耐磨带采用硬质合金齿柱镶嵌形式，耐磨性强，该工具易于保养维护；安装方便灵活，可根据实际情况，决定安放位置和个数，以获得最佳井眼清洁方案。附图说明图1为本技术的防泥包井眼清洁工具的结构示意图；图2为图1的A-A剖面结构示意图；图3为图1的B-B剖面结构示意图；图4为本技术的防泥包井眼清洁工具的开设在耐磨带外壁上的圆柱形凹槽配合镶嵌圆柱体硬质合金齿柱的结构示意图；图5为本技术的防泥包井眼清洁工具的开设在耐磨带外壁上的方形凹槽配合镶嵌方形硬质合金齿柱的结构示意图；图6为图5的剖面结构示意；图7为本技术的防泥包井眼清洁工具的开设在耐磨带两侧顶角处的方形凹槽配合镶嵌方形硬质合金齿柱的结构示意图；具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本技术有任何限制。如图1所示，该防泥包井眼清洁工具包括具有中空管状结构的本体3，以及在自上而下依次本体3外壁上的第一耐磨带2、第一螺旋导流体、叶轮6、第二螺旋导流体和第二耐磨带9；具体地，本体3顶端设有上接头1、底端设置有下接头10；上接头1内壁设有连接内螺纹，下接头10外壁上设有连接外螺纹；具体地，上接头1和下接头10采用API标准钻杆接头，方便管柱连接；如图1和图3所示，叶轮套装并设置在本体中部，其包括沿圆周方向均布的多片叶轮片；在叶轮片外壁上均开设有沿圆周方向分布的多排交错设置圆柱形或方形凹槽，在每个凹槽内对应设置有圆柱形或方形的硬质合金齿柱11，硬质合金齿柱11设置在凹槽内且略凸出于叶轮片外壁；如图1和图2所示，第一螺旋导流体和第二螺旋导流体为分别邻近开设在叶轮6两侧外壁上的多条沿圆周方向螺旋状分布的第一螺旋带4和第二螺旋带8，对应地，相邻第一螺旋带4之间形成有第一导流槽5，相邻第二螺旋带8之间形成有第二导流槽7；第一螺旋带4和第二螺旋带8在本体3上的螺旋开设方向刚好相反，即二者螺旋导流方向相反；在第一导流槽5和第二导流槽7的槽底和槽壁上均喷涂有特氟龙涂层，防止岩屑、泥沙等粘连在槽壁上；第一耐磨带和第二耐磨带分别套装在本体外侧且分别与第一螺旋导流体和第二螺旋导流体间隔设置；如图4～7所示，在第一耐磨带和第二耐磨带的外壁上或两侧顶角处均开设有沿圆周方向分布的多排交错设置的圆柱形或方形凹槽，在每个凹槽内对应设置有圆柱形或方形的硬质合金齿柱11，硬质合金齿柱11设置在凹槽内且略凸出于第一耐磨带和第二耐磨带外壁；其中，硬质合金齿柱11以过盈配合方式镶嵌在每个凹槽内；第一耐磨带2和第二耐磨带9的外径与叶轮6的外径一致，且二者外径均大于第一螺旋导流体和第二螺旋导流体的外径。以下通过具体实施例1～3对该防泥包井眼清洁工具进行进一步说明：实施例1：第一耐磨带2、第二耐磨带9和叶轮6外表面加工圆柱体凹槽并在每一个凹槽内镶嵌圆柱体硬质合金齿柱11。第一耐磨带2和第二耐磨带9的带宽度在60～150mm之间；耐磨带外壁表面沿圆周均匀布满若干排凹槽，每一排凹槽个数为2～5个，凹槽中镶嵌有硬质合金齿柱，第一螺旋棱4和第一导流槽5的螺旋线螺距为800～1400mm，圈数为0.2～0.5，顺时针方向，螺距、棱高度根据不同井眼尺寸变化；所述第一螺旋棱4外径小于第一耐磨带2外径；第二螺旋棱7和第二导流槽8结构参数同于第一螺旋棱4和第一导流槽5的结构参数，但为逆时针方向设置；在第一导流槽5和第二导流槽8内表面喷涂有不粘涂层即特氟龙涂层，涂层厚度0.2～1.0mm，可有效防止产生泥包粘连在第一导流槽5和第二导流槽8内堆积泥包；如图3所示，叶轮6沿圆周均布3个叶片，每个叶片的外表面上加工有若干圆柱体排凹槽，每排凹槽2个，孔径5～15mm之间，每个凹槽镶嵌有圆柱体硬质合金齿柱11形成耐磨层，圆柱体硬质合金齿柱，直径为5～15mm之间，为正公差使合金齿柱圆柱体齿柱与凹槽过盈配合；如图4所示，第一耐磨带2和第二耐磨带9的外壁表面沿圆周均匀布满若干排圆柱形凹槽，每排凹槽3个，孔径5～15mm之间，每个凹槽镶嵌有圆柱体硬质合金齿柱11形成耐磨带，圆柱体硬质合金齿柱，直径为5～15mm之间，为正公差使合金齿柱圆柱体齿柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防泥包井眼清洁工具，包括具有中空管状结构的本体，其顶端设有上接头、底端设置有下接头，其特征在于，在所述本体外壁上自顶端至底端依次设有第一耐磨带、第一螺旋导流体、叶轮、第二螺旋导流体和第二耐磨带；其中，所述叶轮套装并设置在所述本体中部，其包括沿圆周方向均布的多片叶轮片；所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体为开设在所述本体外壁上的多条沿圆周方向螺旋状分布的螺旋带，相邻螺旋带之间形成有导流槽；所述第一耐磨带和所述第二耐磨带分别套装在所述本体外侧且分别与所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体间隔设置。

【技术特征摘要】
1.一种防泥包井眼清洁工具，包括具有中空管状结构的本体，其顶端设有上接头、底端设置有下接头，其特征在于，在所述本体外壁上自顶端至底端依次设有第一耐磨带、第一螺旋导流体、叶轮、第二螺旋导流体和第二耐磨带；其中，所述叶轮套装并设置在所述本体中部，其包括沿圆周方向均布的多片叶轮片；所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体为开设在所述本体外壁上的多条沿圆周方向螺旋状分布的螺旋带，相邻螺旋带之间形成有导流槽；所述第一耐磨带和所述第二耐磨带分别套装在所述本体外侧且分别与所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体间隔设置。2.根据权利要求1所述的防泥包井眼清洁工具，其特征在于，所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体分别位于所述叶轮两侧且邻近所述叶轮开设，且二者螺旋导流方向相反。3.根据权利要求2所述的防泥包井眼清洁工具，其特征在于，在所述第一螺旋导流体和所述第二螺旋导流体的导流槽表面喷涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴欣袁，王建龙，白殿刚，陈佳杰，李光祥，邱明川，张建荣，李世恒，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12