用于降摩减阻的钻杆及方法与流程

本发明涉及一种用于降摩减阻的钻杆及方法，属于钻井工程。

背景技术：

1、随着非常规油气的深入开发，大位移井技术应用日趋广泛，井深不断增加，水平段长度不断增大。在水平段钻进过程中，钻柱受重力作用与井眼的低边相接触，钻柱运动受到摩擦阻力，同时，若水平段过长造成水力清洁效果下降，井眼低边易形成岩屑床，而岩屑床容易吸附钻柱，导致钻柱摩阻进一步增加，限制水平段的延伸能力，严重影响钻进的效率及安全性。

2、有效降低钻柱所受摩阻是提高机械钻速、保障井下安全的重要措施。国内外根据振动降摩减阻理论，研发了一系列振动降摩减阻类工具来减小钻柱所受摩阻，此类工具主要是利用轴向振动或冲击，增加钻柱和井壁之间的相对运动速度，通过降低钻柱和井壁之间的摩擦系数来减小摩擦阻力。但是，大部分振动减阻类工具依靠水力进行驱动，造成水力能量部分损失，从而加速岩屑床的形成，致使钻柱摩阻进一步升高。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种用于降摩减阻的钻杆，设置有弯曲凸起，形成偏心的钻杆，在使用时，当钻杆随整体钻柱自转，利用钻杆自身存在的质量偏心，产生离心作用力引发钻杆在井眼范围内涡动，并带动前后钻柱脱离井眼低边，降低钻柱摩阻。

2、另一个方面，钻杆绕自身轴线转动，钻杆本体弯曲凸起部分不断刮切破坏井眼低边岩屑床，消除岩屑床对钻柱的吸附力，进一步降低钻柱摩阻。

3、本发明提出了一种用于降摩减阻的钻杆，包括：

4、弯曲管体，所述弯曲管体为曲线型管体；以及

5、过渡管体，所述过渡管体为直形管体，并且包括设置在所述弯曲管体的一端的第一过渡管体和设置在所述弯曲管体的另一端的第二过渡管体；

6、其中，所述弯曲管体上设置有若干弯曲凸起，当钻杆在井筒中转动时，所述弯曲凸起的外表面与井壁发生接触。

7、本发明的进一步改进在于：弯曲管体上设置若干段弧形段，所述弯曲凸起设置在所述弧形段上凸出的外弧面上。

8、本发明的进一步改进在于：所述弧形段的弯曲方向处于同一平面内，所述弯曲凸起包括朝向方向相反的第一弯曲凸起和第二弯曲凸起。

9、本发明的进一步改进在于：所述第一过渡管体的上端连接有上接头，所述第二过渡管体的下端连接有下接头。

10、本发明的进一步改进在于：所述用于降摩减阻的钻杆的轴线穿过所述弯曲管体的中心孔。

11、本发明的进一步改进在于：第一弯曲凸起和第二弯曲凸起的数量不相等，钻杆质心偏离钻杆轴线，位于弯曲凸起的数量较多的一侧。

12、本发明的进一步改进在于：所述弯曲管体上在所述弯曲凸起所在位置的管壁进行加厚，所述弯曲凸起外表面距离钻杆轴线的垂距大于上接头、下接头的半径。

13、本发明的进一步改进在于：所述弧形段为三段，所述第一弯曲凸起设置在所述弯曲管体的中部，并且数量为一个；所述第二弯曲凸起设置在所述弯曲管体的两侧，并且数量为两个。

14、根据本发明的另一个方面，还提出了一种降摩减阻的方法，包括：

15、每隔3-5柱常规钻杆连接一根所述的用于降摩减阻的钻杆，组合形成水平段钻杆，将水平段钻杆置于水平井段内使用。

16、本发明的进一步改进在于：在所述水平段钻杆中所述用于降摩减阻的钻杆单根使用或三根组成一柱使用；

17、三根所述用于降摩减阻的钻杆组成一柱时，所述第一弯曲凸起的总数量与所述第二弯曲凸起的总数量保持1：2。

18、与现有技术相比，本发明的优点在于：

19、本发明所述一种用于降摩减阻的钻杆，设置有弯曲凸起，形成偏心的钻杆，在使用时，当钻杆随整体钻柱自转，利用钻杆自身存在的质量偏心，产生离心作用力引发钻杆在井眼范围内涡动，并带动前后钻柱脱离井眼低边，降低钻柱摩阻。另一个方面，钻杆绕自身轴线转动，钻杆本体弯曲凸起部分不断刮切破坏井眼低边岩屑床，消除岩屑床对钻柱的吸附力，进一步降低钻柱摩阻。本发明所述钻杆结构简单，不会造成水力能量额外消耗，易于加工制造，现场应用方便，安全可靠性高

技术特征：

1.一种用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，弯曲管体(3)上设置若干段弧形段，所述弯曲凸起(5)设置在所述弧形段上凸出的外弧面上。

3.根据权利要求2所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，所述弧形段的弯曲方向处于同一平面内，所述弯曲凸起(5)包括朝向方向相反的第一弯曲凸起(51)和第二弯曲凸起(52)。

4.根据权利要求3所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，所述第一过渡管体(2)的上端连接有上接头(1)，所述第二过渡管体(2)的下端连接有下接头(4)。

5.根据权利要求4所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，所述用于降摩减阻的钻杆的轴线穿过所述弯曲管体(3)的中心孔。

6.根据权利要求5所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，第一弯曲凸起(51)和第二弯曲凸起(52)的数量不相等，钻杆质心偏离钻杆轴线，位于弯曲凸起(5)的数量较多的一侧。

7.根据权利要求6所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，所述弯曲管体(3)上在所述弯曲凸起(5)所在位置的管壁进行加厚，所述弯曲凸起(5)外表面距离钻杆轴线的垂距大于上接头(1)、下接头(4)的半径。

8.根据权利要求7所述的用于降摩减阻的钻杆，其特征在于，所述弧形段为三段，所述第一弯曲凸起(51)设置在所述弯曲管体(3)的中部，并且数量为一个；所述第二弯曲凸起(52)设置在所述弯曲管体(3)的两侧，并且数量为两个。

9.一种降摩减阻的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的降摩减阻的方法，其特征在于，在所述水平段钻杆中所述用于降摩减阻的钻杆单根使用或三根组成一柱使用；

技术总结本发明提出了一种用于降摩减阻的钻杆，包括弯曲管体，所述弯曲管体为曲线型管体；以及过渡管体，所述过渡管体为直形管体，并且包括设置在所述弯曲管体的一端的第一过渡管体和设置在所述弯曲管体的另一端的第二过渡管体；其中，所述弯曲管体上设置有若干弯曲凸起，当钻杆在井筒中转动时，所述弯曲凸起的外表面与井壁发生接触。本发明所述装置设置有弯曲凸起，形成偏心的钻杆，在使用时，钻杆随整体钻柱自转，利用钻杆自身存在的质量偏心，产生离心作用力引发钻杆在井眼范围内涡动，并带动前后钻柱脱离井眼低边，降低钻柱摩阻。技术研发人员：王恒,张辉,王磊,张洪宁,孙连环,张文平,衣相霖受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9