[发明专利]一种滚轮式水平井岩屑搅拌工具

说明书

本发明涉及一种水平井钻进过程中用于帮助钻井液携带岩屑返回地面用的滚轮式水平井岩屑搅拌工具。它解决岩屑在水平段井床堆积，无法被钻井液携带上返的问题。其技术方案是：主筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下接头下端和下部钻柱丝扣连接，主筒体下端和下接头上端丝扣连接；滚轮安装在扶正筒外部螺旋扶正筋上的半圆形凹槽内；压板安装在扶正筒外部螺旋扶正筋上的矩形沉槽内，钢球a和滚轮外圆中部半圆形凹槽配合；扶正筒和螺旋筒整体套在主筒体下部台阶轴上；钢球b安装在主筒体下部台阶轴上四圈半圆形凹槽和扶正筒与螺旋筒内腔半圆形凹槽形成的环形空间内。本发明可以有效对沉积井床的岩屑进行搅拌，提高钻井液携岩效率。

技术领域

本发明涉及一种水平井钻进过程中用于帮助钻井液携带岩屑返回地面用的滚轮式水平井岩屑搅拌工具。

背景技术

在石油天然气行业中，水平井正得到越来越广泛的应用，其主要优势在于可以提高油井产能、在非均质地层中降低经济风险、降低单位技术成本。水平井的水平段井眼接近水平状态，岩屑在重力作用下，具有沉降在井床上的趋势，在钻柱和井眼环空之间钻井液流速较低的情况下，非常容易发生岩屑堆积，无法随钻井液上返的现象。

由于地质条件等因素的要求，钻进过程中需要进行一开、二开和三开作业，每次开钻作业都会导致下入套管尺寸和上一次开钻下入套管尺寸不同，浅层井眼尺寸大，下入套管尺寸大，深层井眼尺寸小，下入套管尺寸小。几次不同开钻导致上部井眼尺寸大，下部井眼尺寸小，这就造成了上部井眼环空钻井液流速低，下部井眼环空钻井液流速高。岩屑在下部井眼环空容易被钻井液携带上返，而上部井眼在低流速状态下难以被钻井液携带上返，在水平井段的岩屑更是会直接沉降在井床上。大量岩屑在井床上堆积，会阻碍钻柱正常送进，严重影响正常钻井作业，因此必须对堆积在井床上的岩屑进行清理。基于上述技术背景，本发明特提供一种滚轮式水平井岩屑搅拌工具，旨在钻井液流速低，无法有效携带岩屑的情况下，对沉降于水平段井床上的岩屑进行搅拌，增加钻井液携岩效率。

发明内容

本发明的目的是：为了解决岩屑在水平段井床堆积，无法被钻井液携带上返的问题，特提供一种滚轮式水平井岩屑搅拌工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种滚轮式水平井岩屑搅拌工具，是由主筒体、扶正筒、压板、钢球a、螺钉、滚轮、钢球b、螺帽、旋转筒和下接头构成；其结构特征是：主筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下接头下端和下部钻柱丝扣连接，主筒体下端和下接头上端丝扣连接；主筒体外圆设置为台阶轴，主筒体下部台阶轴上轴向设置四圈半圆形凹槽；扶正筒内腔上部设置一圈半圆形凹槽，扶正筒内腔下部设置一圈半圆形凹槽，扶正筒内腔两圈半圆形凹槽上各设置一螺纹孔连通扶正筒的内外腔，扶正筒下端设置为丝扣，扶正筒外部周向均匀设置六个螺旋扶正筋，螺旋扶正筋的螺旋角为15°～25°，每个螺旋扶正筋上沿着螺旋角方向设置两个矩形沉槽，矩形沉槽两端设置有螺纹孔，矩形沉槽中部设置一半圆形凹槽，半圆形凹槽圆弧面上设置两个半球形凹槽；压板设置为矩形外廓，压板两端设置有台阶孔，压板中部设置一矩形通孔，矩形通孔两端设置为圆弧面，矩形通孔两端圆弧面上分别设置一半球形凹槽；钢球a安装在扶正筒外部螺旋扶正筋上的半球形凹槽内，钢球a安装在压板中部矩形通孔圆弧面上的半球形凹槽内；滚轮外圆中部设置一圈半圆形凹槽，滚轮安装在扶正筒外部螺旋扶正筋上的半圆形凹槽内；压板安装在扶正筒外部螺旋扶正筋上的矩形沉槽内，压板和扶正筒用螺钉固定，滚轮穿过压板中部矩形通孔，钢球a和滚轮外圆中部半圆形凹槽配合；螺旋筒内腔上部设置一圈半圆形凹槽，螺旋筒内腔下部设置一圈半圆形凹槽，螺旋筒两圈半圆形凹槽上各设置一螺纹孔连通螺旋筒内外腔，螺旋筒外部设置有螺旋翼，螺旋翼的螺旋角为30°～45°；扶正筒下端和螺旋筒上端丝扣连接，扶正筒和螺旋筒整体套在主筒体下部台阶轴上；钢球b安装在主筒体下部台阶轴上四圈半圆形凹槽和扶正筒与螺旋筒内腔半圆形凹槽形成的环形空间内；螺帽和扶正筒半圆形凹槽上的螺纹孔丝扣连接，螺帽和螺旋筒半圆形凹槽上的螺纹孔丝扣连接。