[发明专利]一种基于双壁钻杆的钻井系统

说明书

本发明公开了一种基于双壁钻杆的钻井系统，包括包括钻头、常规钻具、液动工具、双壁钻杆、导流加压活塞、防喷器组、顶驱适配装置、顶驱和泥浆罐、钻井泵。钻井过程中，钻井泵排出钻井液依次经过导流加压活塞上部环空、导流加压活塞下部双壁钻杆的孔道、常规钻具、钻头，从钻头返出并携带岩屑依次经过导流加压活塞下部环空、导流加压活塞上部双壁钻杆的孔道、顶驱适配装置孔道、顶驱，最后经过水龙带返回振动筛。本发明的优点导流加压活塞附着在双壁钻杆上，上下环空产生的压差可以推动导流加压活塞及双壁钻杆施加向下的压力，为钻头施加钻压；独立的从井口至井下工具的液压控制通道，为井下工具提供了一种控制通道和实时连续的控制方法。

技术领域

本发明涉及石油钻井设备技术领域，尤其是一种基于双壁钻杆的钻井系统。

背景技术

随着石油勘探开发进程的不断深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越来越大。长水平段钻井技术在国内外得到广泛应用，主要得益于其较好的投入产出比。目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.2～2.0倍，而产量则是直井的4～8倍；国外已经钻成了水平位移超万米的大位移井，而国内只能完成水平位移约4000m的大位移井。在定向井、水平井钻井过程中存在以下复杂情况。一种情况是在钻进过程中，由于摩擦阻力大，产生压力无法施加到钻头上的托压现象，使得钻井效率低、钻井周期长、钻井成本高，这成为制约水平井发展的主要瓶颈。另一种情况是，钻井过程中的造斜、稳斜或降斜钻具组合主要是通过不同尺寸长度的钻杆、加重钻杆、钻铤等配以不同位置上的满眼、不满眼稳定器组成，而钻具组合的变化都必须通过起下钻实现，这就增加了钻井作业的辅助时间，而且采用常规稳定器在起下钻、定向等工况下，存在着遇阻划眼、易斜地层防斜、定向井井眼轨迹控制以及提高机械钻速等技术难题，并且时常出现卡钻、起下钻遇阻卡和“拔活塞”现象，不但给钻井施工造成极大麻烦，浪费大量时间，甚至会发生井塌、井喷事故，使井眼报废，造成巨大损失。遥控变径稳定器通过地面作业者发出操作信息，使井下稳定器产生相应的动作，达到所需的外径，以此实现对井下钻具参数和状态的改变，使井下钻具组合具备相应的力学性能。应用遥控变径稳定器不需起下钻就可实现不同钻具组合的转变，可以减少起下钻次数，降低钻井成本，解决了钻井过程中卡钻、起下钻遇阻卡和“拔活塞”等问题。遥控变径稳定器的遥控方式有启停泵法、排量法、投球法和钻压控制方法等。需要改变变径稳定器外径时，各种遥控方式都会对正常钻进产生一定的影响，无法边钻进边变径。

因此，降低定向井、水平井和大位移井钻井过程中的托压现象，以及提供一种连续实时的改变变径稳定器外径的方法是提高钻井效率以及水平井延伸能力重要途径。

发明内容

本发明的目的就是提供一种连续实时的改变变径稳定器外径，以提高钻井效率以及水平井延伸能力的基于双壁钻杆的钻井系统。

为实现上述目的，本发明采用以下设计方案：