套管前通井旋流可钻钻具制造技术

本发明专利技术提供一种套管前通井旋流可钻钻具，包括外筒、接箍以及导引端座，外筒内设置第一导流定子、第二导流定子、第三导流定子、第四导流定子、剪切转子、振动转子、旋流转子、上导流罩壳、下导流罩座以及钻头。钻头包括叶轮部和位于叶轮部下方的钻头体，叶轮部的叶片的下端设置有第一切削工作部，钻头体的表面设置有第二切削工作部。本发明专利技术清除砂桥或井底沉砂，防止下套管遇阻或者粘附卡套管，使井眼处于良好状态，为下套管的顺利进行提供保障；增强固井流体流动性，改变流动方向，提高固井顶替效率，提高固井质量。

【技术实现步骤摘要】
套管前通井旋流可钻钻具
本专利技术属于地质工程
，具体涉及钻井工具设备，更为具体地，涉及套管前通井旋流可钻钻具。
技术介绍
石油在国民经济中的作用石油是重要能源，同煤相比，具有能量密度大（等重的石油燃烧热比标准煤高50%）、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。20世纪70年代以来，在世界能源消费的构成中，石油已超过煤而跃居首位。1979年占45%，预计到21世纪初，这种情况不会有大的改变。石油制品还广泛地用作各种机械的润滑剂。沥青是公路和建筑的重要材料。石油化工产品广泛地用于农业、轻工业、纺织工业以及医药卫生等部门，如合成纤维、塑料、合成橡胶制品，已成为人们的生活必需品。油气在地壳中生成后，呈分散状态存在于生油气层中，经过运移进入储集层，在具有良好保存条件的地质圈闭内聚集，形成油气藏。在一个地质构造内可以有若干个油气藏，组合成油气田。钻井工程在油气田开发中，有着十分重要的地位，在建设一个油气田中，钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发，往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井（如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等）有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。采油工程是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷，也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。钻井是一项系统工程，是多专业、多工种利用多种设备、工具、材料进行的联合作业。同时它又是多程序紧密衔接，多环节环环相扣的连续作业。施工的全过程都具有相当的复杂性。每一口井的完成包括钻前工程、钻进工程和完井作业三个阶段。每一项工程阶段又有一系列的施工工序。其主要工序一般包括：定井位、道路勘测、基础施工、安装井架、搬家、安装设备、一次开钻、二次开钻、钻进、起钻、换钻头、下钻、完井、电测、下套管、固井作业等。石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的消耗量占全部油井管的70%以上。在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，支撑井口设备并保持套管的其他层重量。技术石油套管分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管，以便在钻井内安装反爆裂装置、防漏装置及尾管。油层石油套管将石油和天然气从地表下的储藏层里导出，用于保护钻井，将钻探泥浆分层。固井是向井内下入套管并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业，是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节，在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4-5次固井（深探井）。最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。在下一次开钻之前，表层套管上要装防喷器预防井喷。防喷器之上要装泥浆导管，是钻井液返回泥浆池的通路。钻井过程中往往要下技术套管固井，它起的是“巩固后方，安全探路”的作用。和公路的隧道、煤矿中的巷道一样，钻井过程中也会遇到井塌、高压和不稳定的地层，同时也是为了在向前“探路”中遇险有个退路，起到“救助”的作用。下套管需要通井，清除砂桥或井底沉砂，防止下套管遇阻或者粘附卡套管，以及循环憋泵，使井眼处于良好状态，同时，良好的钻井液流动，为下套管的顺利进行和固井作业提供保障。近年来随着勘探开发工作量的持续增加，钻井工作量呈现大幅度上升趋势，改进钻井技术和设备，提高钻井速度，缩短建井周期，是降低钻井成本的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种套管前通井旋流可钻钻具，清除砂桥或井底沉砂，防止下套管遇阻，使井眼处于良好状态，为下套管的顺利进行提供保障；增强固井流体流动性，改变流动状态，提高固井顶替效率，提高固井质量。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种套管前通井旋流可钻钻具，包括外筒、外筒上端连接的接箍以及外筒下端连接的导引端座，外筒内从上到下顺次间隔设置第一导流定子、第二导流定子、第三导流定子以及第四导流定子，剪切转子位于第一导流定子和第二导流定子之间，剪切转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第一导流定子和第二导流定子上，振动转子位于第二导流定子和第三导流定子之间，振动转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第二导流定子和第三导流定子上，旋流转子位于第三导流定子和第四导流定子之间，旋流转子轴的上端转动支撑于第三导流定子上，旋流转子轴向下延伸形成驱动轴，驱动轴穿设第四导流定子并转动支撑在第四导流定子上，位于第四导流定子上方的驱动轴上装设有上导流罩壳与下导流罩座，上导流罩壳与下导流罩座固定连接，防脱环固定于靠近第四导流定子的外筒上，钻头安装在驱动轴的轴端，钻头位于导引端座的中心孔中，驱动轴与下导流罩座通过防止驱动轴反转的棘轮机构连接，钻头包括叶轮部和位于叶轮部下方的钻头体，叶轮部的叶片的下端设置有第一切削工作部，钻头体的表面设置有第二切削工作部。上述套管前通井旋流可钻钻具，第一切削工作部包括叶片向外延伸形成的齿体和套在齿体上的齿套，齿套和齿体通过销钉固定连接；齿套的制备方法为：取平均粒度2.40μm的Co粉、平均粒度2.13μm的复式碳化钛粉以及平均粒度2.54μm的WC粉装入真空球磨罐中，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉总重为Mkg，向真空球磨罐中加入235ml×M量的C2H6O作为湿磨介质，球料比为10:1，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉的质量比为11：5：84，封闭真空球磨罐抽真空，以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨55h，向真空球磨罐中加入0.04Mkg石蜡，继续以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨5h，真空干燥箱中干燥，得粉末原料；粉末原料退火处理，退火温度1420℃，采用惰性气体作为退火气氛，然后采用喷雾干燥制粒，采用氩气作为压力介质进行等静压成形，后以40℃/min的升温速率在真空气氛下快速升温至1500℃并维持1500℃时间20min，以10℃/min的降温速率慢速降温至1400℃，在氦气烧结气氛且气体压力9MPa下保温烧结90min,随炉冷却至室温，得预成形坯，将预成形坯加热后在闭式模具中锻造形成锻件，锻件冷却至常温，通过冲压工序移除锻件飞边，通过喷丸处理后形成齿套。上述套管前通井旋流可钻钻具，第一切削工作部为镶焊在叶轮部叶片下端的若干个切削齿，切削齿包括圆柱部和齿顶部，齿顶部为去顶圆锥体整体向左侧偏歪而成，偏歪距离从齿顶部的根部到顶部逐渐增大，左右方向与圆柱部的轴线垂直，齿顶部的顶部圆滑过渡，左右方向和圆柱部轴线共同确定一截平面，该截平面与齿顶部形成的截交线顺次分为直线、第一圆弧线、第二圆弧线和第三圆弧线，第一圆弧线对应的圆心角为34°，第二圆弧线对应的圆心角为134°，第三圆弧线对应的圆心角为29°，第二圆弧线的圆心位于圆柱部轴线左侧，第一圆弧线向内凹陷以使得齿顶部的左侧向内凹陷；切削齿的制备方法为：取平均粒度2.40μm的Co粉、平均粒度2.13μm的复式碳化钛粉以及平均粒度2.54μm的W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套管前通井旋流可钻钻具，其特征在于：包括外筒、外筒上端连接的接箍以及外筒下端连接的导引端座，外筒内从上到下顺次间隔设置第一导流定子、第二导流定子、第三导流定子以及第四导流定子，剪切转子位于第一导流定子和第二导流定子之间，剪切转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第一导流定子和第二导流定子上，振动转子位于第二导流定子和第三导流定子之间，振动转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第二导流定子和第三导流定子上，旋流转子位于第三导流定子和第四导流定子之间，旋流转子轴的上端转动支撑于第三导流定子上，旋流转子轴向下延伸形成驱动轴，驱动轴穿设第四导流定子并转动支撑在第四导流定子上，位于第四导流定子上方的驱动轴上装设有上导流罩壳与下导流罩座，上导流罩壳与下导流罩座固定连接，防脱环固定于靠近第四导流定子的外筒上，钻头安装在驱动轴的轴端，钻头位于导引端座的中心孔中，驱动轴与下导流罩座通过防止驱动轴反转的棘轮机构连接，钻头包括叶轮部和位于叶轮部下方的钻头体，叶轮部的叶片的下端设置有第一切削工作部，钻头体的表面设置有第二切削工作部。

【技术特征摘要】
1.一种套管前通井旋流可钻钻具，其特征在于：包括外筒、外筒上端连接的接箍以及外筒下端连接的导引端座，外筒内从上到下顺次间隔设置第一导流定子、第二导流定子、第三导流定子以及第四导流定子，剪切转子位于第一导流定子和第二导流定子之间，剪切转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第一导流定子和第二导流定子上，振动转子位于第二导流定子和第三导流定子之间，振动转子的轴的上下两端分别对应转动支撑于第二导流定子和第三导流定子上，旋流转子位于第三导流定子和第四导流定子之间，旋流转子轴的上端转动支撑于第三导流定子上，旋流转子轴向下延伸形成驱动轴，驱动轴穿设第四导流定子并转动支撑在第四导流定子上，位于第四导流定子上方的驱动轴上装设有上导流罩壳与下导流罩座，上导流罩壳与下导流罩座固定连接，防脱环固定于靠近第四导流定子的外筒上，钻头安装在驱动轴的轴端，钻头位于导引端座的中心孔中，驱动轴与下导流罩座通过防止驱动轴反转的棘轮机构连接，钻头包括叶轮部和位于叶轮部下方的钻头体，叶轮部的叶片的下端设置有第一切削工作部，钻头体的表面设置有第二切削工作部。2.根据权利要求1所述的套管前通井旋流可钻钻具，其特征在于：第一切削工作部包括叶片向外延伸形成的齿体和套在齿体上的齿套，齿套和齿体通过销钉固定连接；齿套的制备方法为：取平均粒度2.40μm的Co粉、平均粒度2.13μm的复式碳化钛粉以及平均粒度2.54μm的WC粉装入真空球磨罐中，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉总重为Mkg，向真空球磨罐中加入235ml×M量的C2H6O作为湿磨介质，球料比为10:1，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉的质量比为11：5：84，封闭真空球磨罐抽真空，以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨55h，向真空球磨罐中加入0.04Mkg石蜡，继续以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨5h，真空干燥箱中干燥，得粉末原料；粉末原料退火处理，退火温度1420℃，采用惰性气体作为退火气氛，然后采用喷雾干燥制粒，采用氩气作为压力介质进行等静压成形，后以40℃/min的升温速率在真空气氛下快速升温至1500℃并维持1500℃时间20min，以10℃/min的降温速率慢速降温至1400℃，在氦气烧结气氛且气体压力9MPa下保温烧结90min,随炉冷却至室温，得预成形坯，将预成形坯加热后在闭式模具中锻造形成锻件，锻件冷却至常温，通过冲压工序移除锻件飞边，通过喷丸处理后形成齿套。3.根据权利要求1所述的套管前通井旋流可钻钻具，其特征在于：第一切削工作部为镶焊在叶轮部叶片下端的若干个切削齿，切削齿包括圆柱部和齿顶部，齿顶部为去顶圆锥体整体向左侧偏歪而成，偏歪距离从齿顶部的根部到顶部逐渐增大，左右方向与圆柱部的轴线垂直，齿顶部的顶部圆滑过渡，左右方向和圆柱部轴线共同确定一截平面，该截平面与齿顶部形成的截交线顺次分为直线、第一圆弧线、第二圆弧线和第三圆弧线，第一圆弧线对应的圆心角为34°，第二圆弧线对应的圆心角为134°，第三圆弧线对应的圆心角为29°，第二圆弧线的圆心位于圆柱部轴线左侧，第一圆弧线向内凹陷以使得齿顶部的左侧向内凹陷；切削齿的制备方法为：取平均粒度2.40μm的Co粉、平均粒度2.13μm的复式碳化钛粉以及平均粒度2.54μm的WC粉装入真空球磨罐中，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉总重为Mkg，向真空球磨罐中加入235ml×M量的C2H6O作为湿磨介质，球料比为10:1，Co粉、复式碳化钛粉和WC粉的质量比为11：5：84，封闭真空球磨罐抽真空，以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨55h，向真空球磨罐中加入0.04Mkg石蜡，继续以200r/min转速且正反转间歇时间为5min进行球磨5h，真空干燥箱中干燥，得粉末原料；粉末原料退火处理，退火温度1420℃，采用惰性气体作为退火气氛，采用喷雾干燥制粒，采用氩气作为压力介质进行等静压成形，以40℃/min的升温速率在真空气氛下快速升温至1500℃并维持1500℃时间20min，以10℃/min的降温速率慢速降温至1400℃，在氦气烧结气氛且气体压力9MPa下保温烧结90...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉朋，
申请(专利权)人：王玉朋，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23