套管扩眼钻头及钻完井方法技术

本发明专利技术提供一种套管扩眼钻头及钻完井方法，该套管扩眼钻头用于钻进油气开发井，套管扩眼钻头包括钻头本体以及沿着钻头本体外圈围设的多个钻头刀翼，钻头本体呈两端开口的空筒，多个钻头刀翼设置在钻头本体的一端，钻头本体的另一端用于与套管相连。本发明专利技术能够减少钻井周期，降低钻井成本，提高钻完井安全性。提高钻完井安全性。提高钻完井安全性。

【技术实现步骤摘要】
套管扩眼钻头及钻完井方法


[0001]本专利技术涉及油气开采
，尤其涉及套管扩眼钻头及钻完井方法。

技术介绍

[0002]上部复杂地层钻井过程中，常发生地层坍塌、卡钻甚至埋钻等钻井事故，致使钻完井过程存在安全隐患，延长了钻完井周期，同时下套管过程中套管与井壁摩阻较大，套管极易产生弯曲，影响完井效率。因此，业界采用了一种顶驱旋转下套管技术，通过在井上安装顶驱系统，带动套管旋转入井。
[0003]目前，现有技术中采用的旋转下套管工艺主要包括以下三种：第一，常规旋转下套管工艺，该技术在进行下套管工艺前，需要对钻进完成的井筒进行划眼工艺，以去除井壁残留的泥浆，防止井筒缩径导致的下套管困难；第二，钻具下套管工艺，中国专利CN210264532U公开了一种中空式的钻具钻井工艺，该钻头本体另一端直接与套管连接，且其圆环底面上均匀分布有若干PDC齿，实现钻井与下套管同时进行；第三，可钻式钻具下套管工艺，中国专利CN208792945U公开了一种可钻式钻具，其包括钻头本体，钻头本体表面设有若干切削翼，切削翼之间设有水眼，切削翼上嵌有若干硬质切削齿，钻头体另一端直接与套管连接，实现套管代替钻杆对钻头施加钻压及扭矩。
[0004]但是，现有技术中的工艺方式，有以下问题：第一种的常规旋转下套管工艺，由于划眼工艺耗时长，且在进行过程中容易发生井壁坍塌、上提卡钻等事故，因此会影响钻完井的整体钻井周期以及安全性，会存在机械钻速低、钻井周期较长、安全性较低；第二种的中空式钻具钻井工艺，该钻具仅作为混泥土支撑柱用于建筑工地中极软至软地层，且进尺较短，局限性较大，无法应用于油气钻井行业；第三种的可钻式钻具下套管工艺，由于钻具需要下一开次钻头钻透后继续钻进，因此同样对两只钻头的要求较高，钻具成本较大，并且环空上返钻井液困难，难以实际应用，存在钻井液上返困难、对钻具要求高、实现困难等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种套管扩眼钻头及钻完井方法，能够减少钻井周期，降低钻井成本，提高钻完井安全性。
[0006]本专利技术提供一种套管扩眼钻头，用于钻进油气开发井，套管扩眼钻头包括钻头本体以及沿着钻头本体外圈围设的多个钻头刀翼，钻头本体呈两端开口的空筒，多个钻头刀翼设置在钻头本体的一端，钻头本体的另一端用于与套管相连。
[0007]可以理解的是，多个钻头刀翼均匀的设置在钻头本体的外圈上，钻头本体为两端具有开口的空筒，也就是说，钻头本体内具有空腔，空腔贯穿整个钻头本体，其中，钻头本体包括靠近井底的第一端，以及远离井底的第二端，钻头本体中远离井底的第二端是与套管相连，多个钻头刀翼设置在钻头本体的第一端，便于与井底接触，破碎岩石，在钻井时，钻头本体的第一端位于下方，第二端位于上方。
[0008]通过上述设置，该套管扩眼钻头的设计，不会影响下一开次钻具的钻进，能够减少
对下一开次钻具的损耗，降低了下一开次钻进的难度，提高整体钻井效率，有效降低成本。
[0009]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，钻头本体上还具有钻头流道面，钻头流道面位于相邻钻头刀翼之间，钻头流道面的边缘朝向钻头本体内延伸。
[0010]可以理解的是，钻头流道面为相邻两个钻头刀翼之间的空间，同时，钻头流道面的边缘朝向钻头本体的空腔内延伸，且向内弯折，便于当该套管扩眼钻头切削之后，产生的岩屑和流出的钻井液，从钻头流道面上返。
[0011]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，钻头刀翼包括切削部和保径部，切削部位于钻头刀翼上侧，保径部设置在钻头刀翼下侧上，且向套管延伸。
[0012]保径部到钻头本体中心的距离大于切削部到钻头本体中心的距离。
[0013]可以理解的是，切削部和保径部依次连接，其中，切削部靠近井底，且位于钻头流道面处。
[0014]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，切削部上设有多个第一切削齿，多个第一切削齿间隔设置，且凸出切削部的表面。
[0015]可以理解的是，切削部上设置的多个第一切削齿用于剪切破岩。
[0016]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，保径部上设有多个第二切削齿，多个第二切削齿间隔设置。
[0017]可以理解的是，保径部的设计，可以防止缩径，增加钻进过程的稳定性，减少坍塌卡钻等事故的发生，有效提高钻进的效率。
[0018]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，钻头刀翼还包括至少一个倒划眼齿，倒划眼齿位于保径部的底端一侧。
[0019]可以理解的是，由于井眼在钻进时可能会有缩径现象，倒划眼齿在起钻时可最先接触到产生缩径的井壁，并对其进行切削，避免因缩径造成的起钻困难。
[0020]在上述套管扩眼钻头的优选技术方案中，相邻钻头刀翼之间形成排屑槽。
[0021]可以理解的是，相邻钻头刀翼之间形成有用于排出岩屑的排屑槽，避免套管扩眼钻头下岩屑堆积造成钻头刀翼磨损，同时保证固井时，水泥浆可以顺利进入环空，封固套管。
[0022]本专利技术提供的套管扩眼钻头，用于钻进油气开发井，套管扩眼钻头包括钻头本体以及沿着钻头本体外圈围设的多个钻头刀翼，钻头本体呈两端开口的空筒，多个钻头刀翼设置在钻头本体的一端，钻头本体的另一端用于与套管相连。不会影响下一开次钻具的钻进，能够减少对下一开次钻具的损耗，降低了下一开次钻进的难度，提高整体钻井效率，有效降低成本。
[0023]本专利技术还提供了一种钻完井方法，方法包括：
[0024]通过第一钻具将钻井钻进至设计深度后，形成第一尺寸井眼，将第一钻具由第一尺寸井眼提出；
[0025]通过第二钻具钻入钻井至目标深度，形成第二尺寸井眼，其中，第二尺寸井眼的径向尺寸大于第一尺寸井眼的径向尺寸，第二钻具的尾端连接有套管，第二钻具包括钻头本体以及沿着钻头本体外圈围设的多个钻头刀翼，钻头本体呈两端开口的空筒，多个钻头刀翼设置在钻头本体的一端，钻头本体的另一端用于与套管相连；
[0026]第二钻具位于第二尺寸井眼中，进行固井操作。
[0027]通过此种方法，其中，先通过小尺寸的第一钻具钻进能够提高机械钻速，然后通过较大尺寸的第二钻具进行扩眼钻进的同时，旋转下套管缩短了下套管的时间，能够有效缩短钻完井周期，提高钻完井效率；同时可以实现下套管与扩眼钻井同时进行，避免划眼工艺消耗大量时间，并且第二钻具钻进完成后，可以直接进行注水泥固井，避免了下套管时，井壁坍塌等情况的发生，同时减少下套管的难度，提高了安全性。
[0028]在上述钻完井方法的优选技术方案中，设计深度大于目标深度。
[0029]可以理解的是，第二钻具钻入钻井至目标深度，可通过第二钻具外径与第一钻具直径估算出，扩眼钻进时可能产生岩屑的体积，在设计深度的基础上预留深度，以避免后续第二钻具钻进时产生的岩屑堆积。
[0030]在上述钻完井方法的优选技术方案中，套管为多个，且依次连接。
[0031]可以理解的是，多个套管之间可采用螺纹连接。
[0032]本专利技术提供的钻完井方法，方法包括：通过第一钻具将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管扩眼钻头，其特征在于，用于钻进油气开发井，所述套管扩眼钻头包括钻头本体以及沿着所述钻头本体外圈围设的多个钻头刀翼，所述钻头本体呈两端开口的空筒，多个所述钻头刀翼设置在所述钻头本体的一端，所述钻头本体的另一端用于与套管相连。2.根据权利要求1所述的套管扩眼钻头，其特征在于，所述钻头本体上还具有钻头流道面，所述钻头流道面位于相邻所述钻头刀翼之间，所述钻头流道面的边缘朝向所述钻头本体内延伸。3.根据权利要求2所述的套管扩眼钻头，其特征在于，所述钻头刀翼包括切削部和保径部，所述切削部位于所述钻头刀翼上侧，所述保径部设置在所述钻头刀翼下侧，且向所述套管延伸；所述保径部到所述钻头本体中心的距离大于所述切削部到所述钻头本体中心的距离。4.根据权利要求3所述的套管扩眼钻头，其特征在于，所述切削部上设有多个第一切削齿，多个所述第一切削齿间隔设置，且凸出所述切削部的表面。5.根据权利要求4所述的套管扩眼钻头，其特征在于，所述保径部上设有多个第二切削齿，多个所述第二切削齿间隔设置。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振良，史怀忠，陈晗，黄中伟，宋先知，王海柱，张逸群，赫文豪，李军鹏，张鹏，
申请(专利权)人：北京亿菲神金刚石钻头有限公司，
类型：发明
国别省市：