[发明专利]一种球笼型关节柔性钻具

说明书

本发明公开一种球笼型关节柔性钻具，包括上接头、花键球头、球笼型万向节、螺钉和下接头组成，花键球头从球笼万向节右侧安装，上接头与球笼万向节通过螺钉连接，花键球头与下接头通过螺纹连接，所述球笼型万向节由外壳体、球笼、内部星型架和滚珠组成，球型关节柔性钻具在使用前通过上接头与下接头首尾串联组成柔性钻柱。具有结构简单可靠、岩屑清理能力强、造斜角度大、轴向力和扭矩传递效率高效等特点，能现在钻进过程中实现小半径造斜。

技术领域

本发明属于石油天然气钻井领域，具体涉及一种球笼型关节柔性钻具。

背景技术

伴随着油气藏新探明储量中可采储量的比例逐渐减小，而稠油、复杂小断块、低渗透油藏及特低渗透油藏的储量却逐年升高，如何开发稠油油藏、挖潜厚油层顶部剩余油藏、被断层封闭的局部剩余油藏和砂体规模小、开采效益差和综合调整难度大的储层，从而提高储层的动用程度、增加老油井产量和改善开发效果，已经成为各油田急切需要解决的任务。为缓解储采失衡的矛盾，完善注采关系，超短半径侧钻水平井技术是一项开发挖潜剩余油田的新技术，通过该项技术在原井套管内直接进行开窗侧钻,它与常规水平井最明显的区别在于曲率半径很小，一般不大于4m，而常规钻井的曲率半径较大，故使用常规的钻具无法满足此要求。针对上述背景工况，本发明提供了一种球笼型关节柔性钻具，所述钻具为一种能实现超短半径造斜的柔性钻具。该钻具主要由上部接头，花键球头，球笼型万向节，销钉以及下部接头组成，结构简单可靠、岩屑清理能力强、造斜角度大、轴向力和扭矩传递效率高效等特点，能现在钻进过程中实现小半径造斜。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种球笼型关节柔性钻具，所述钻具结构简单可靠、岩屑清理能力强、造斜角度大、轴向力和扭矩传递效率高效等特点，能现在钻进过程中实现小半径造斜。

一种球笼型关节柔性钻具，所述钻具包括上接头、花键球头、球笼型万向节、螺钉和下接头组成，所述上接头上部设置有内螺纹、下部设置有花键球头安装槽，所述花键球头由球头和球杆组成且花键球头内部贯穿有钻井液流道，所述球头为圆弧形弧面与所述花键球头安装槽的内弧面相配合，所述球杆开设有外花键、球杆底部设置有与下接头连接的外螺纹，所述球笼型万向节由外壳体、球笼、内部星型架和滚珠组成，所述外壳体上设置有与滚珠相配合的槽和螺钉孔，通过螺钉穿过所述螺钉孔将上接头与球笼型万向节连接，所述球笼的弧面为球形弧面，球笼上开设有多个圆孔，圆孔的直径大小等于滚珠的直径，内部星型架的外壁设置圆槽，圆槽的深度和外部壳体内部圆槽深度之和刚好能够安装滚珠，内部星型架的内壁设置有花键，所述内部星型架内壁的花键与球杆上的外花键相啮合。

进一步地，所述上接头上部设置的内螺纹的设计标准参照API标准螺纹，上接头上部外壁开设螺旋槽，螺旋槽翼棱上开螺纹孔，螺纹孔上安装防磨片，所述螺钉孔为法兰螺纹孔且设置在上接头的底部。

进一步地，所述法兰螺纹孔的数量为6个。

进一步地，所述下接头上部设置内螺纹、下部设置外螺纹，所述下接头下部设置的外螺纹设计标准参照API标准螺纹，下接头的外螺纹与上接头的内螺纹配合，下接头的内螺纹与花键球头末端外螺纹连接。

进一步地，所述上接头和下接头内的钻井液流道与花键球头内的钻井液流道彼此连通。

有益效果：本发明的柔性钻具具有结构简单可靠、岩屑清理能力强、造斜角度大、轴向力和扭矩传递效率高效等特点，能现在钻进过程中实现小半径造斜。具体有益效果如下：

(1)结构简单可靠，其各构件全部采用可靠的螺纹连接，安装方便。

(2)内部流道及结构简单，使得工具在造斜钻进过程中能够很好的满足强度要求。

(3)工具外部设置岩屑自动清理装置，能有效的防止岩屑床的形成，降低钻进过程中的摩擦阻力，能够延长水平段的钻进长度。

(4)采用滚珠方式传递扭矩，稳定高效，且滚珠方式实现柔性工具的转弯，摩擦阻力小，不易造成卡死现象。