專利名稱:一種分流接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一種分流接頭技術(shù)領(lǐng)域一種分流接頭,用于在小井眼中采用螺桿鉆具進(jìn)行井下的修井作業(yè),涉 及石油天然氣開發(fā)中的修井作業(yè)的工具制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,螺桿鉆具是井下修井作業(yè)常用的修井工具,廣泛用于鉆磨作業(yè), 但是,在小尺寸尾管內(nèi)進(jìn)行修井作業(yè)時(shí)使用螺桿鉆具進(jìn)行鉆磨作業(yè),由于井眼較小,就會受 到井眼尺寸的限制,原因是由于生產(chǎn)井下部的井眼尺寸小,使用的螺桿鉆具的尺寸也要 小,而小尺寸的螺桿鉆具的額定流量較低,為了滿足洗井的需要,生產(chǎn)井上部大尺寸的尾管 或者套管內(nèi)洗井又需要較大的排量,而能夠用于生產(chǎn)井下部小井眼的小尺寸螺桿鉆具的額 定流量較低,低于上部大尺寸尾管或者套管內(nèi)洗井?dāng)y砂需要的大排量,如果鉆磨過程中產(chǎn) 生的鉆屑不能及時(shí)被攜帶到地面,就會向下沉,這樣就容易發(fā)生卡鉆等井下復(fù)雜情況,因 此不能滿足鉆磨工藝的要求;如在井身結(jié)構(gòu)為139. 7mm的套管、101. 6mm尾管的小井眼 中進(jìn)行尾管內(nèi)的鉆磨作業(yè),修井常用的鉆磨管柱由下而上依次為鉆磨工具、73螺桿鉆具、 60. 3mm油管和73mm油管,139. 7mm的套管內(nèi)需要的洗井排量一般不小于8L/s,但是,目前使 用的73螺桿鉆具在額定流量馬達(dá)壓降2. 4MPa、額定轉(zhuǎn)速125 270RPM時(shí)的額定流量僅為 2 4L/s,遠(yuǎn)低于洗井需要的排量,又如在井身結(jié)構(gòu)為244. 5mm的套管、177mm尾管、127mm 尾管的小井眼內(nèi)實(shí)施鉆磨作業(yè),修井常用鉆磨管柱由下而上依次為鉆磨工具、89螺桿鉆 具或者95螺桿鉆具,然后是油管,油管是規(guī)格是在127mm尾管內(nèi)用73mm油管,244. 5mm的 套管和177mm尾管內(nèi)用73mm油管或者89mm油管,在244. 5mm的套管內(nèi)需要的洗井排量一 般不小于24L/s,在177mm的尾管內(nèi)需要的洗井排量一般不小于14L/s,但是,目前的89螺 桿鉆具在額定馬達(dá)壓降2. 4MPa、額定轉(zhuǎn)速95 200RPM時(shí)的額定流量僅為3 8L/s,就是 95螺桿鉆具的額定流量一般也不超過13L/s,因此也不能滿足鉆磨工藝要求;由于受尺寸 的限制,轉(zhuǎn)子難以制造成空心的轉(zhuǎn)子,小尺寸的螺桿鉆具也不能制造成中空分流型的螺桿 鉆具,因此進(jìn)入螺桿鉆具的修井液全部需要通過馬達(dá),但是,即使小尺寸螺桿鉆具以最大額 定流量工作也不能滿足鉆磨工藝要求,為了滿足鉆磨工藝要求,只能加大排量,使螺桿鉆具 超負(fù)荷工作,這樣會導(dǎo)致螺桿鉆具的轉(zhuǎn)子超速轉(zhuǎn)動,馬達(dá)壓降增加,磨損加快,并且因此導(dǎo) 致螺桿鉆具使用壽命短、容易發(fā)生損壞、斷落以及卡鉆等井下復(fù)雜;為了解決小尺寸螺桿鉆 具額定流量小、不能滿足鉆磨工藝的問題,現(xiàn)有技術(shù)的通常作法是①使螺桿鉆具超過額定 流量工作,②調(diào)節(jié)修井液性能增加其攜帶鉆屑能力,③使用研磨性鉆磨工具,減小鉆磨產(chǎn)生 的鉆屑顆粒的外徑,降低鉆屑下沉速度,④降低鉆磨速度以降低修井液中的鉆屑含量,并定 時(shí)將鉆磨工具提離井底進(jìn)行循環(huán),以便清除鉆屑;這些辦法雖然可以解決一些問題,但是, 這些辦法不僅效率低、成本高,而且由于沒有解決小尺寸螺桿鉆具額定流量小限制鉆磨工 藝的問題,因此還是不能從根本上解決存在的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題,采用分流的方法,設(shè)計(jì)了一種即 可滿足上部井段洗井的大排量,又能滿足小尺寸螺桿鉆具正常工作小排量的分流接頭。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由一個(gè)短接構(gòu)成,其特征在于所述短節(jié)由分流接 頭構(gòu)成,分流接頭的上端是連接母螺紋,下端是連接公螺紋,在分流接頭上設(shè)置有分流孔;所述分流孔的出口是向上傾斜開設(shè)的;[0006]在所述分流孔中設(shè)置有噴嘴;在所述分流接頭上設(shè)置有2 6個(gè)分流孔;所述分流孔的中心線與分流接頭中心線的夾角為30° 60° ;實(shí)施鉆磨作業(yè)時(shí),在鉆具組合上連接分流接頭,連接順序是如果是雙層尾管的小 井眼,需要分別在螺桿鉆具10與下部油管8之間連接一個(gè)下分流接頭12,在兩根上部油管 6與7之間連接一個(gè)上分流接頭5,鉆磨工具9連接在螺桿鉆具10的下端,上分流接頭5和 下分流接頭12的結(jié)構(gòu)和用途是一樣的;鉆具組合下入井后,由地面設(shè)備注入的修井液先經(jīng) 過上分流接頭5,在壓力下,軸向的流體一部分通過上端分流接頭的中心通道向下流動,另 一部分通過分流孔4進(jìn)入環(huán)空,直接向上流動;由中心通道繼續(xù)向下流動的軸向修井液經(jīng) 過上部油管7、下部油管8后到達(dá)下分流接頭12,在下分流接頭12處,修井液再次被分流, 軸向流動的修井液繼續(xù)向下為螺桿鉆具10提供動力,其余部分通過下分流接頭12的分流 孔11進(jìn)入環(huán)空后向上流動,流過螺桿鉆具10的修井液經(jīng)過鉆磨工具9后攜帶鉆磨產(chǎn)生的 鉆屑向上流動,在向上流動的過程中先與下分流接頭12分出的修井液匯合向上,然后再與 上分流接頭5分出的修井液匯合,然后共同攜帶井內(nèi)的鉆屑向上流動,直到返出井口 ;如果 是單層尾管的小井眼時(shí),只需要在螺桿鉆具10與下部油管8之間連接一個(gè)下分流接頭12 就可以完成修井液的分流。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是本分流接頭上設(shè)置的分流孔可以通過更換噴嘴,改 變噴嘴的直徑和設(shè)置分流孔的數(shù)量控制分流的量,還可以通過設(shè)置堵頭或者設(shè)置噴嘴來確 定噴嘴的數(shù)量,以便達(dá)到控制噴嘴的數(shù)量,最終達(dá)到控制分流接頭的分流量,確保螺桿鉆具 以最優(yōu)流量工作,同時(shí)也確保尾管和套管內(nèi)的洗井排量,滿足鉆磨工藝要求,有效的避免了 井下復(fù)雜,同時(shí)也延長了螺桿鉆具壽命,提高了作業(yè)效率,節(jié)約了作業(yè)成本。
圖1是本發(fā)明放大的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明在雙層尾管中鉆磨管柱中的設(shè)置連接示意圖。圖3是本發(fā)明在單層尾管中鉆磨管柱中的設(shè)置連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例本發(fā)明包括分流接頭,分流接頭的上端是連接母螺紋1,下端是連接公螺紋3,在 分流接頭上設(shè)置有分流孔,為了使分出的修井液直接向上流動,設(shè)置的分流孔的出口是向 上傾斜開設(shè)的;為了達(dá)到控制分流量的目的,在分流接頭上設(shè)置有2 6個(gè)分流孔、在分流 孔中可以設(shè)置外徑相同、內(nèi)徑不同的噴嘴,或者設(shè)置不帶通孔的堵頭;為了分流的順利實(shí) 現(xiàn),分流孔的中心線與分流接頭中心線的夾角為30° 60° ;實(shí)施例1以兩層尾管,設(shè)置兩個(gè)分流接頭的小井眼為例井身結(jié)構(gòu)套管15X大尺寸尾管14X小尺寸尾管13,管柱組合從下到上依次為 鉆磨工具9、螺桿鉆具10、下分流接頭12、下部油管8、上部油管6和7、上分流接頭5 ;下部 油管8下入小尺寸尾管13中,上部油管6和7下入大尺寸尾管14和套管15內(nèi),下部油管8 的外徑小于上部油管6和7的外徑;當(dāng)鉆磨工具9鉆至預(yù)定井深時(shí),用于小尺寸尾管13的 下部油管8的頂部應(yīng)高于小尺寸尾管13的頂部5m IOm ;鉆磨作業(yè)時(shí),下分流接頭12應(yīng)始終在小尺寸尾管13內(nèi),上分流接頭5應(yīng)始終在大尺寸尾管14內(nèi),并盡量靠近大尺寸尾管 14的頂部;實(shí)施鉆磨作業(yè)時(shí),由地面設(shè)備注入的修井液由上部油管6,進(jìn)入上分流接頭5,在 壓力下,軸向的流體一部分通過上分流接頭5的中心通道向下流動,由于在上分流接頭5上 設(shè)置由分流孔4,所以,一部分修井液將被分流,分流部分的修井液通過分流孔4進(jìn)入環(huán)空, 直接向上流動;向下的軸向流修井液流經(jīng)上部油管7、下部油管8到達(dá)下分流接頭12,在下 分流接頭12處,由于設(shè)置的分流孔11,修井液再次被分流,軸向流的部分繼續(xù)向下流動,為 螺桿鉆具10提供動力,其余部分通過下分流接頭12的分流孔11進(jìn)入環(huán)空,由于分流孔的 出口是向上傾斜設(shè)置的,所以分出的修井液就會直接向上流動,向下的軸向流修井液流過 螺桿鉆具10,為螺桿鉆具提供動力后,再經(jīng)過鉆磨工具9后進(jìn)入環(huán)空,攜帶鉆磨產(chǎn)生的鉆屑 在小尺寸尾管13中向上流動,并與從分流孔11分流出來的修井液匯合向上流動,并進(jìn)入大 尺寸尾管14內(nèi),繼續(xù)向上流動,在向上流動的過程中再與從分流孔4分流出來的修井液匯 合向上流動,進(jìn)入套管15內(nèi),繼續(xù)向上流動,攜帶井內(nèi)的鉆屑向上流動,直到返出井口。實(shí)施例2以單層尾管,設(shè)置一個(gè)分流接頭的小井眼為例井身結(jié)構(gòu)為套管15X尾管13,管柱組合從下到上依次為鉆磨工具9、螺桿鉆具 10、下分流接頭12、下部油管8、上部油管6 ;由于是單層尾管,所以在組合中只需要設(shè)置下分流接頭12,實(shí)施鉆磨作業(yè)時(shí),由地 面設(shè)備注入修井液,在壓力下,軸向流部分的修井液通過上部油管6、下部油管8達(dá)到下分 流接頭12,在下分流接頭12處,修井液開始分流,軸向流部分向下為螺桿鉆具10提供動力, 其余部分通過下分流接頭12的分流孔11進(jìn)入環(huán)空向上流動,向下流過螺桿鉆具10的修井 液經(jīng)過鉆磨工具9后攜帶鉆削在小尺寸尾管13中向上流動,在向上流動的過程中與從分 流孔11分流出來的修井液匯合繼續(xù)向上流動,經(jīng)過套管15的環(huán)空,帶動井底的鉆削向上流 動,直到返出井口。
權(quán)利要求一種分流接頭,由一個(gè)短接構(gòu)成,其特征在于所述短節(jié)由分流接頭構(gòu)成,分流接頭的上端是連接母螺紋,下端是連接公螺紋,在分流接頭上設(shè)置有分流孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流接頭,其特征在于所述分流孔的出口是向上傾斜開設(shè)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流接頭,其特征在于在所述分流孔中設(shè)置有噴嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流接頭,其特征在于在所述分流接頭上設(shè)置有2 6個(gè) 分流孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分流接頭,其特征在于所述分流孔的中心線與分流接頭中 心線的夾角為30° 60°。
專利摘要一種分流接頭,涉及石油天然氣開發(fā)修井作業(yè)的工具制造技術(shù)領(lǐng)域,采用分流的方法,設(shè)計(jì)了一種可滿足上部井段洗井的大排量和小尺寸螺桿鉆具正常工作小排量的分流接頭,本實(shí)用新型由分流接頭構(gòu)成,分流接頭的上下端是連接螺紋,在分流接頭上設(shè)置有分流孔;解決了現(xiàn)有技術(shù)為了滿足鉆磨工藝要求,只能加大排量,使螺桿鉆具超負(fù)荷工作,導(dǎo)致螺桿鉆具使用壽命短的問題;具有控制分流,確保螺桿鉆具以最優(yōu)流量工作,避免井下復(fù)雜,延長螺桿鉆具壽命,提高作業(yè)效率的特點(diǎn)。
文檔編號E21B17/042GK201687408SQ20092024343
公開日2010年12月29日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者付建華, 劉春林, 吳健, 宴凌, 王東林, 王春生, 陳國慶, 陳良英, 陳鐵軍, 駱進(jìn), 黎自剛 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司