内排屑射流降压钻柱短节制造技术

本发明专利技术提供一种内排屑射流降压钻柱短节，包括：钻柱短节主体，所述钻柱短节主体内部设置有降压结构、岩屑吸入道和输送初始钻井液的主流道；所述降压结构和所述主流道连通并与所述主流道反向设置，所述岩屑吸入道的出口和所述降压结构连通，所述降压结构用于使通过所述主流道的初始钻井液从所述降压结构反向冲出以产生负压，所述岩屑吸入道用于利用所述负压将井底的携岩钻井液吸入所述钻柱短节主体内部。本发明专利技术的内排屑射流降压钻柱短节能够减小井底压差，实现欠平衡提高机械钻速。

Internal cuttings jets depressurization drill string

The invention provides a chip step-down jet drill string includes: short, short drill body, the drill stem joint main body is internally provided with step-down structure, main channel and transport debris inhalation initial drilling fluid; the step-down structure and the main channel connected with the main channel and set back, the suction passage communicated with the debris outlet and the step-down structure, the structure is used to make the initial pressure of drilling fluid of the main channel from the step-down structure backwards to generate negative pressure, the debris suction passage uses the negative pressure to the bottom of the rock carrying drilling fluid into the drill string short subject internal. The internal cuttings jets of the invention can reduce the bottom hole pressure difference and realize the underbalance to improve the mechanical drilling speed.

【技术实现步骤摘要】
内排屑射流降压钻柱短节
本专利技术涉及钻井工具技术，尤其涉及一种内排屑射流降压钻柱短节，属于钻井与油气工程

技术介绍
加快非常规油气的勘探开发速度，降低勘探开发成本，对于推进我国非常规油气产业化，实现“非常规油气革命”，缓解我国油气供需矛盾，具有重要的战略意义。钻井速度是影响非常规油气成本的主要因素之一。一口典型的油气井中，接近50％的费用用于机械钻进。据美国的研究与实践表明：如果钻井效率提高一倍，总的钻井费用可以降低约25％。因此，提高机械钻速是降低钻井成本、实现效益最大化的首要追求。降低井底压力并实现井底局部反循环能够有效提高机械钻速，一方面降低井底压差会降低井底待破碎岩石的塑性，并使得井底岩石由塑性向脆性转变，从而降低破碎强度，提高破碎效率；另一方面实现井底局部反循环会减轻或消除井底岩屑的压持效应，促使新产生的岩屑及时脱离井底岩石母体，避免重复破碎。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供一种内排屑射流降压钻柱短节，用来提高钻井的效率。本专利技术提供一种内排屑射流降压钻柱短节，包括：钻柱短节主体，所述钻柱短节主体内部设置有降压结构、岩屑吸入道和输送初始钻井液的主流道；所述降压结构和所述主流道连通并与所述主流道反向设置，所述岩屑吸入道的出口和所述降压结构连通，所述降压结构用于使通过所述主流道的初始钻井液从所述降压结构反向冲出以产生负压，所述岩屑吸入道用于利用所述负压将井底的携岩钻井液吸入所述钻柱短节主体内部。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述降压结构包括反向高速射流喷嘴以及与所述反向高速射流喷嘴的出口连通，并沿所述主流道的反方向延伸的负压输送通道；所述反向高速射流喷嘴的入口与所述主流道连通。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述反向高速射流喷嘴的轴线与所述主流道的轴线之间的夹角为β，0°≤β＜90°。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述岩屑吸入道的入口设置在所述钻柱短节主体的底端面，所述岩屑吸入道的出口与所述负压输送通道连通。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述负压输送通道由底端至顶端包括依序连通的负压室、喉管以及旁通管。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述负压室的第一入口与所述反向高速射流喷嘴的出口连通，所述负压室的第二入口与所述岩屑吸入道的出口连通。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述旁通管为两端口径不等的管，其中，大口径端口为所述旁通管的出口，小口径端口为所述旁通管的入口。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述旁通管的出口与钻柱和井壁之间形成的环空连通。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，还包括上接头和下接头，所述上接头设置在所述钻柱短节主体的顶部，所述下接头设置在所述钻柱短节主体的底部。如上所述的内排屑射流降压钻柱短节，其中，所述上接头用于与钻柱固定连接，所述下接头用于与钻头固定连接。本专利技术提供的内排屑射流降压钻柱短节，结构简单，便于加工，通过降压结构在钻柱短节主体内部产生负压，降低井底压差，岩屑吸入道利用负压对井底生成的携岩钻井液进行抽吸使钻井液反循环，最终实现欠平衡提高机械钻速。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例内排屑射流降压钻柱短节的剖视图；图2为图1的右视图。附图标记说明：1：钻柱短节主体；101：主流道；102：岩屑吸入道；103：上接头；104：下接头；201：反向高速射流喷嘴；202：负压输送通道；202a：负压室；202b：喉管；202c：旁通管；A：第一入口；B：第二入口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”“、水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。需要说明的是，在本专利技术中，方位“顶端”指示的是靠近钻柱一端的位置，方位“底端”指的是靠近钻头一端的位置，方位“近端”指的是在钻柱短节底端面的径向方向上靠近钻柱短节中轴线一端的位置，方位“远端”指的是在钻柱短节底端面的径向方向上远离钻柱短节中轴线一端的位置，方向“正向”是指初始钻井液进入的方向，方向“反向”是指将初始钻井液进入方向改变90°-180°的方向。此外，在本专利技术中，初始钻井液指的是从泥浆泵泵出流至钻柱、未携带有岩屑、岩渣的钻井液；携岩钻井液指的是钻井液经过井底工作面、携带有岩屑、岩渣的钻井液。图1为本专利技术实施例内排屑射流降压钻柱短节的剖视图，图2为图1的右视图。请参照图1-图2，本实施例的内排屑射流降压钻柱短节包括：钻柱短节主体1，钻柱短节主体1内部设置有降压结构、输送初始钻井液的主流道101和岩屑吸入道102；降压结构和主流道101连通并与主流道101反向设置，岩屑吸入道102的出口和降压结构连通，降压结构用于使通过主流道101的初始钻井液从降压结构反向冲出以产生负压，岩屑吸入道102用于利用负压将井底的携岩钻井液吸入钻柱短节主体1内部。本实施例中的钻柱短节主体1内部开设有用于初始钻井液进入钻柱短节主体1的主流道101，可以想象的是该钻柱短节主体1的顶端是与钻柱(未图示)连接的，并且主流道101的入口是与钻柱的出液口连通的，从而使得钻柱中的初始钻井液经过主流道101的入口进入主流道101。具体地，本实施例中的钻柱短节主体1在使用时，顶端与钻柱固定连接在一起，底端与钻头固定连接在一起，可以是通过螺纹固定连接。本实施例的内排屑射流降压钻柱短节可以是钻柱短节主体1顶端设置有内螺纹，和钻柱设置的外螺纹配合，实现固定连接；或者，钻柱短节主体1顶端设置有外螺纹，和钻柱设置的内螺纹配合，实现固定连接；本实施例的内排屑射流降压钻柱短节可以是钻柱短节主体1底端设置有内螺纹，和钻柱设置的外螺纹配合，实现固定连接；或者，钻柱短节主体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内排屑射流降压钻柱短节，其特征在于，包括：钻柱短节主体，所述钻柱短节主体内部设置有降压结构、岩屑吸入道和输送初始钻井液的主流道；所述降压结构和所述主流道连通并与所述主流道反向设置，所述岩屑吸入道的出口和所述降压结构连通，所述降压结构用于使通过所述主流道的初始钻井液从所述降压结构反向冲出以产生负压，所述岩屑吸入道用于利用所述负压将井底的携岩钻井液吸入所述钻柱短节主体内部。

【技术特征摘要】
1.一种内排屑射流降压钻柱短节，其特征在于，包括：钻柱短节主体，所述钻柱短节主体内部设置有降压结构、岩屑吸入道和输送初始钻井液的主流道；所述降压结构和所述主流道连通并与所述主流道反向设置，所述岩屑吸入道的出口和所述降压结构连通，所述降压结构用于使通过所述主流道的初始钻井液从所述降压结构反向冲出以产生负压，所述岩屑吸入道用于利用所述负压将井底的携岩钻井液吸入所述钻柱短节主体内部。2.根据权利要求1所述的内排屑射流降压钻柱短节，其特征在于，所述降压结构包括反向高速射流喷嘴以及与所述反向高速射流喷嘴的出口连通，并沿所述主流道的反方向延伸的负压输送通道；所述反向高速射流喷嘴的入口与所述主流道连通。3.根据权利要求2所述的内排屑射流降压钻柱短节，其特征在于，所述反向高速射流喷嘴的轴线与所述主流道的轴线之间的夹角为β，0°≤β＜90°。4.根据权利要求3所述的内排屑射流降压钻柱短节，其特征在于，所述岩屑吸入道的入口设置在所述钻柱短节主体的底端面，所述岩屑吸入道的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪跃，高德利，杨进，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11