岩屑床清除装置的制作方法

1.本说明书涉及岩屑床清除技术领域，尤其涉及一种岩屑床清除装置。


背景技术：

2.本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
3.很多油气资源在山地和海洋等复杂地区，对于地质条件复杂的油气储层，一般需要通过大斜度、大位移或水平井等复杂井来提高油气采收率。而随着井斜的不断增大，岩屑从井筒返出会变得越来越难，井斜达到45
°
之后，在下井壁易形成岩屑床。尤其在水平井段钻井液流速降低，携岩能力变差，岩屑在重力作用下容易沉积，形成岩屑床。
4.岩屑床会导致阻力增加，影响机械钻速，增加钻井成本。同时岩屑床会导致扭矩增大，在岩屑床比较严重时起钻，极易发生卡钻。现有技术中，清除岩屑床的方法有：增加钻井液流速、提高钻杆转速、改良钻井液携岩性能等。
5.然而提高钻井液流速会造成井壁被过度冲刷，提高钻杆转速受到钻井设计参数限制，改良钻井液携岩性能需要提高钻井液黏度，却会造成钻井液流动性能下降。
6.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

7.鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种岩屑床清除装置，能搅动岩屑，提高钻井液和岩屑两相流的紊流，提高钻井液和岩屑混合液的流动能力，提高钻井液的携岩能力，从而实现对岩屑床的清除。
8.为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种岩屑床清除装置，包括：
9.沿第一方向延伸的本体，所述本体沿所述第一方向具有相背离的第一端和第二端，所述本体设有通孔，所述通孔从所述第一端延伸至所述第二端；
10.设于所述本体外表面的叶片部，所述叶片部包括相连的螺旋段和直棱段，所述螺旋段靠近所述第一端，所述直棱段靠近所述第二端；所述螺旋段形成有螺旋通道，所述直棱段形成有直棱通道，所述螺旋通道和所述直棱通道相连通；
11.设于所述第一端的进口接头；
12.设于所述第二端的出口接头。
13.作为一种优选的实施方式，所述螺旋段靠近所述第一端的部分，在沿靠近所述第一端的方向上外径逐渐减小，在所述第一端，所述螺旋段外径与本体外径相等。
14.作为一种优选的实施方式，所述直棱段靠近所述第二端的部分，在沿靠近所述第二端的方向上外径逐渐减小，在所述第二端，所述直棱段外径与本体外径相等。
15.作为一种优选的实施方式，所述叶片部的叶片在所述本体外表面上沿所述本体周向均匀分布。
16.作为一种优选的实施方式，在第一方向上，所述螺旋段的长度和所述直棱段的长度相等，等于所述本体长度的一半。
17.作为一种优选的实施方式，所述进口接头的外径和所述出口接头的外径相等，等于所述本体的外径。
18.作为一种优选的实施方式，所述叶片部的外径大于所述进口接头的外径，所述叶片部的外径大于所述出口接头的外径。
19.作为一种优选的实施方式，所述叶片部凸出所述本体外表面的高度为15mm。
20.作为一种优选的实施方式，所述螺旋段的螺旋升角为30
°
，所述叶片部的叶片高度和宽度相同，所述叶片部的叶片截面为矩形。
21.作为一种优选的实施方式，所述本体、叶片部、进口接头与出口接头一体成型。
22.有益效果：本说明书实施方式所提供的岩屑床清除装置，通过在本体上设置包括相连的螺旋段和直棱段的叶片部，并且使螺旋段靠近进口接头，直棱段靠近出口接头，从而使该岩屑床清除装置安装在井中时，螺旋段破坏岩屑床，并形成涡流，螺旋段的叶片更易形成涡流，将井壁的岩屑卷携起来；直棱段搅动岩屑和钻井液混合液，使岩屑悬浮于钻井液，增加紊流度，提高岩屑和钻井液两相流流动能力，提高钻井液携岩能力，提高岩屑床清除效果。从而，本岩屑床清除装置具有水力和机械作用高效破坏清除岩屑床。
23.并且，螺旋通道和直棱通道相连通，可以使通道方向突变，螺旋通道中的流体直接拐入直棱通道，可以进一步增加紊流度，提升岩屑清除效果。
24.参照后文的说明和附图，详细公开了本说明书的特定实施方式，指明了本说明书的原理可以被采用的方式。应该理解，本说明书的实施方式在范围上并不因而受到限制。
25.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
26.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
27.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本说明书实施方式中所提供的一种岩屑床清除装置的结构示意图；
29.图2为图1的三维结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1、进口接头；2、螺旋段；3、直棱段；4、出口接头；5、第一端；6、第二端。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，
本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
33.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本说明书的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本说明书的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本说明书。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.请参阅图1和图2。本说明书实施方式提供一种岩屑床清除装置，该清除装置可以包括本体、叶片部、进口接头1和出口接头4。所述本体沿第一方向延伸。本体沿第一方向具有相背离的第一端5和第二端6。所述本体设有通孔(由于遮挡未在图中示出)。该通孔从第一端5延伸至第二端6，用于供钻井液流过。所述叶片部设于本体的外表面，包括相连的螺旋段2和直棱段3。所述螺旋段2靠近本体的第一端5，所述直棱段3靠近本体的第二端6。所述螺旋段形成有螺旋通道，所述直棱段形成有直棱通道，所述螺旋通道和所述直棱通道相连通。所述进口接头1设于所述第一端5，用于连接钻具。所述出口接头4设于所述第二端6，用于连接钻杆。
36.本说明书实施方式提供的岩屑床清除装置可以应用于大斜度、大位移或水平井等复杂井，也可以应用于其他需要清楚岩屑床的井中。因为水平井的岩屑床问题更严重，因此本说明书提供的岩屑床清除装置尤其适用于水平井中。需要说明的是，上述第一方向即为本体的延伸方向。该岩屑床清除装置安装在井中时，从第二端6指向第一端5的方向即为钻进方向，从而保证螺旋段2先靠近岩屑床，直棱段3后靠近岩屑床。
37.本说明书实施方式所提供的岩屑床清除装置，通过在本体上设置包括相连的螺旋段2和直棱段3的叶片部，并且使螺旋段2靠近进口接头1，直棱段3靠近出口接头4，从而使该岩屑床清除装置安装在井中时，螺旋段2破坏岩屑床，并形成涡流，螺旋段2的叶片更易形成涡流，将井壁的岩屑卷携起来；直棱段3搅动岩屑和钻井液混合液，使岩屑悬浮于钻井液，增加紊流度，提高岩屑和钻井液两相流流动能力，提高钻井液携岩能力，提高岩屑床清除效果。从而，本岩屑床清除装置具有水力和机械作用高效破坏清除岩屑床。
38.并且，螺旋通道和直棱通道相连通，可以使通道方向突变，螺旋通道中的流体直接拐入直棱通道，可以进一步增加紊流度，提升岩屑清除效果。
39.本说明书实施方式中，螺旋段2和直棱段3为一体结构，螺旋段2和直棱段3之间不具有间隙，不仅增强了该清除装置的结构强度、合理利用了清除装置的空间，而且使该清除装置清除岩屑床的效果更好，因为被螺旋段2破坏的岩屑不会进入螺旋段2和直棱段3之间的间隙中，而是顺利地沿着成一体结构的螺旋段2和直棱段3外表面流走。螺旋段2作业后，与其相连的直棱段3也立即作业，能进一步提高作业效率。
40.直棱段3和螺旋段2对岩屑床都有破坏作用，但螺旋段2对岩屑床的破坏效果比直棱段3更好。直棱段3和螺旋段2对岩屑和钻井液混合液都有搅动作用，但直棱段3的搅动效果比螺旋段2更好。所以，本说明书提供的岩屑床清除装置，先利用螺旋段2破坏岩屑床，再
利用直棱段3搅动岩屑，具有更好的岩屑清除效果。
41.根据岩屑床的不同沉积程度，可以在井中添加不同数量的本岩屑床清除装置。除了与钻具相连的岩屑床清除装置，其他岩屑床清除装置可以将进口接头1、出口接头4均与钻杆相连，但对于每个岩屑床清除装置，需要使其螺旋段2更靠近井底，使其直棱段3更靠近井口，以保证螺旋段2先靠近岩屑床，先开始作业；直棱段3后靠近岩屑床，后开始作业。
42.在本说明书实施方式中，所述螺旋段2靠近第一端5的部分，在沿靠近第一端5的方向上外径逐渐减小。在第一端5，螺旋段2外径与本体外径相等。也即，螺旋段2靠近进口接头1的部分呈锥形，从而利于液体的流动，减小液体流动的阻力，提高清除岩屑的效率。
43.在本说明书实施方式中，所述直棱段3靠近第二端6的部分，在沿靠近第二端6的方向上外径逐渐减小。在第二端6，直棱段3外径与本体外径相等。也即，直棱段3靠近出口接头4的部分呈锥形，从而利于液体的流动，减小液体流动的阻力，提高清除岩屑的效率。
44.在本说明书实施方式中，叶片部的叶片在本体外表面上沿本体周向均匀分布。也即，各个叶片沿周向的间隔相等。对于螺旋段2，各叶片的螺距相同。这样设置可以使该清除装置结构均匀，应用于井下时能保持周向各处受力及施力均匀，获得更好的清除效果。在一种可行的实施方式中，叶片部包括6个叶片，每个叶片均包括相连的螺旋段2和直棱段3，相邻两个叶片的间隔均相等。
45.在一种优选的实施方式中，在第一方向上，螺旋段2的长度和直棱段3的长度相等，等于本体长度的一半。最大限度地利用了本体外表面的空间，且提高了岩屑清除效果。
46.在本说明书实施方式中，进口接头1的外径和出口接头4的外径可以相等，可以均等于本体的外径。从而使本清除装置的结构更简单、能获得更好地岩屑清除效果。
47.在本说明书实施方式中，叶片部的外径大于进口接头1的外径。叶片部的外径大于出口接头4的外径。从而，叶片部能够对岩屑床产生破坏、清除作用。本说明书实施方式对叶片部凸出本体外表面的高度不做限制。优选的，叶片部凸出本体外表面的高度为15mm，此时具有较好的岩屑清除效果。
48.在本说明书实施方式中，叶片部的叶片高度和宽度可以相同，高度是指叶片凸出本体外表面的高度，宽度是指叶片在垂直于其延伸方向上的宽度。螺旋段2和直棱段3的叶片宽度相等，高度相等，从而使液体顺畅流过叶片部外表面。叶片部的叶片截面可以为矩形，也即叶片具有垂直于本体外表面的两边，这样可以获得较好的岩屑清除效果。螺旋段2的螺旋升角可以为30
°
，有利于清除岩屑。
49.在一种优选的实施方式中，所述本体、叶片部、进口接头1与出口接头4一体成型。可以在制作清除装置时即采用一体成型的模具进行制作，也可以后期通过焊接等工艺将本体、叶片部、进口接头1与出口接头4固定在一起。一体成型的结构不仅增强了该清除装置的结构强度，而且使该清除装置清除岩屑床的效果更好。进口接头1与出口接头4其中之一可以设置内螺纹，另一个设置外螺纹。同样，叶片部的螺旋段2和直棱段3也可以在制作时即采用一体成型的模具进行制作，也可以后期通过焊接等工艺将螺旋段2和直棱段3固定在一起。优选的，螺旋段2和直棱段3在制作时即采用一体成型的模具进行制作，本体、叶片部、进口接头1与出口接头4在制作时也即采用一体成型的模具进行制作。
50.本说明书提供的岩屑床清除装置，可以绕其本体的轴线旋转，旋转时本体上的叶片部搅动岩屑床，从而进一步增加紊流度。
51.需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
53.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
54.描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
55.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
56.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。