钻机及避免钻机粘钻的方法 |
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| 申请号 | CN201611178827.7 | 申请日 | 2016-12-19 | 公开(公告)号 | CN106639869A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 中国神华能源股份有限公司; 神华地质勘查有限责任公司; | 发明人 | 张磊; 王向浩; 周欢; 许嘉珊; 陈艳娜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种钻机及避免钻机粘钻的方法，其中，钻机，包括：钻机主体，钻机主体包括操作部和 钻杆 ，钻杆与操作部相连接；振动发生器，振动发生器设置在钻机主体上。本发明的技术方案有效地解决了 现有技术 中的钻机在钻井时容易发生粘钻的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钻机，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 钻机及避免钻机粘钻的方法技术领域[0001] 本发明涉及钻井的技术领域，具体而言，涉及一种钻机及避免钻机粘钻的方法。 背景技术[0002] 在钻井的过程中经常会发生粘钻事故，上述的井包括定向井以及直井等井型。钻井施工粘钻事故发生的原因为大多数钻井液是固、液两相流体或者是固、液、气三相流体，其中的固相颗粒附着在井壁上就形成了滤饼。滤饼是由于钻井液的滤失造成的，钻井液在砂岩中的滤失量大，容易形成滤饼，粘吸卡钻也易发生在砂岩发育井段。在裸眼井段内，泥页岩也有泥饼，而且要比砂岩井段的滤饼厚得多。这是因为滤饼形成有三种原因：第一是吸附，钻井液中的固相颗粒吸附在岩石表面，无论砂岩、泥岩都有这个特性。第二是沉积，钻井液在流动过程中，靠近井壁的流速几乎是零，钻井液中的固相颗粒便沉积在井壁上。泥页岩井段的井径要壁砂岩井段的井径大得多，沉积作用显著。第三是滤失作用，它加速了钻井液中固相颗粒在渗透性岩层表面的沉积，泥页岩虽然滤失性小，但它亲水，可以被水浸润，只要是水基钻井液即使滤失量等于零，这个浸润过程也无法停止。只要有滤饼存在，就有粘吸卡钻的可能。钻井施工发生粘钻事故后，处理的方式主要有1、强力活动2、震击解卡3、浸泡解卡剂，这三种方法都存在一定弊端，例如强力活动会导致钻杆脱扣或者断裂的风险，震击解卡是采用低频大振幅的冲击解卡易形成二次粘钻及断钻杆事故，解卡剂解卡费时费力，经济损失大。 发明内容[0003] 本发明的主要目的在于提供一种钻机及避免钻机粘钻的方法，以解决现有技术中的钻机在钻井时容易发生粘钻的问题。 [0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种钻机，包括：钻机主体，钻机主体包括操作部和钻杆，钻杆与操作部相连接；振动发生器，振动发生器设置在钻机主体上。 [0005] 进一步地，振动发生器发出的波为正弦波。 [0007] 进一步地，操作部包括连接部，连接部具有容纳空间，振动发生器设置在容纳空间内。 [0008] 进一步地，连接部与钻杆可拆卸地相连接。 [0010] 进一步地，钻杆上设置有防粘结结构，防粘结结构为凸出于钻杆上的波纹或凸点。 [0011] 根据本发明的另一方面，提供了一种避免钻机粘钻的方法，其中钻机为上述的钻机，包括以下步骤：开启钻机主体；在钻机钻井的过程中开启振动发生器；钻机钻井完闭，将钻机取出。 [0012] 进一步地，钻机钻井的过程中包括：钻机的钻杆重复的在竖直方向上移动。 [0013] 进一步地，钻机钻井的过程中包括：钻机的钻杆重复的在水平的方向上移动。 [0014] 应用本发明的技术方案，当使用钻机在钻井的时候，同时开启振动发生器，由于振动发生器一直在迫使钻杆不停的振动，这样滤饼由于钻杆的不停的振动而不会粘附在钻杆，甚至钻杆的钻头上，振动发生器的设置有效地避免了钻机在钻井时粘钻的问题。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的钻机在钻井时容易发生粘钻的问题。附图说明 [0016] 图1示出了根据本发明的钻机的实施例的结构示意图。 [0017] 其中，上述附图包括以下附图标记： [0018] 10、钻机主体；11、操作部；12、钻杆。 具体实施方式[0019] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0020] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。 [0021] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。 [0022] 现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。 [0023] 如图1所示，本实施例的钻机包括：钻机主体10和振动发生器。钻机主体10包括操作部11和钻杆12，钻杆12与操作部11相连接。振动发生器设置在钻机主体10上。 [0024] 应用本实施例的技术方案，当使用钻机在钻井的时候，同时开启振动发生器，由于振动发生器一直在迫使钻杆不停的振动，这样滤饼由于钻杆的不停的振动而不会粘附在钻杆，甚至钻杆的钻头上，振动发生器的设置有效地避免了钻机在钻井时粘钻的问题。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的钻机在钻井时容易发生粘钻的问题。 [0025] 如图1所示，在本实施例的技术方案中，振动发生器发出的波为正弦波。这样使得钻杆12不容易粘钻，上述的振动发生器制作成本较低。具体地，振动发生器的振幅较小，但是振动频率较高，这样使得钻杆12上更不容易粘接污物。 [0026] 如图1所示，在本实施例的技术方案中，振动发生器包括声频驱动器，声频驱动器设置在钻杆12上。上述结构加工成本较低。 [0027] 如图1所示，在本实施例的技术方案中，操作部11包括连接部，连接部内具有容纳空间，振动发生器设置在容纳空间内。上述结构使得钻机的设置比较紧凑。 [0028] 如图1所示，连接部与钻杆12可拆卸地相连接。这样使得连接部和钻杆12在检维修时比较方便。 [0029] 如图1所示，在本实施例的技术方案中，振动发生器的振动频率在180赫兹至300赫兹之间，振幅在0.15毫米至0.35毫米之间。即振动发生器为高频振动装置，其振动的频率较高，振幅较小，这样使得振动发生器的振动促使钻杆12与粘结位置通过水化而脱开。具体地，在本实施例的技术方案中，振动发生器使钻杆12的振动频率为200赫兹，振幅为0.2毫米。 [0030] 如图1所示，在本实施例的技术方案中，钻杆12上设置有防粘结结构，防粘结结构为凸出于钻杆12上的波纹或凸点。这样首先从钻杆12的结构上保证了钻机不容易出现粘钻的问题，而且上述设置比较方便。 [0031] 本申请还提供了一种避免钻机粘钻的方法，其中钻机为上述的钻机，包括以下步骤：开启钻机主体10。在钻机钻井的过程中开启振动发生器。钻机钻井完闭，将钻机取出。使用本申请的方法具有钻机不容易发生粘钻的问题。具体地，钻机钻井的过程中包括：钻机的钻杆12重复的在竖直方向上移动。钻杆12重复的在竖直方向上移动，使得钻杆12不会固定在井壁的某一位置，这样不容易出现粘钻的情况。进一步具体地，钻机钻井的过程中包括：钻机的钻杆12重复的在水平的方向上移动。这样使得钻井容纳钻杆12的空间比较大，进而钻机容易从钻井内取出。需要说明的是，钻机在钻井的时候可以不开振动发生器，待出现粘钻的问题时，再打开振动发生器。 [0032] 本申请的目的在于解决粘钻事故，采用高频振动装置与钻机相连接，不需要进行浸泡、爆炸、强提、震击等事故处理作业，直接通过高频振动将井底钻具摆脱滤饼吸附，完成事故处理，不存在其他事故风险。 [0033] 本申请的技术方案是：将高频振动发生装置与钻具连接，通过高频低振幅的往复振动促使滤饼与粘钻钻杆发生共振，共振的高频率、往复式、重叠振动促使滤饼微观颗粒发生局部水化，持续的作用促使局部水化发展成整个接触面的水化，从而形成一定的间隙，成功解卡。 [0034] 采用本申请的技术方案，钻机现场只需要配置一套高频振动发生装置(振动发生器)，与钻机的滑道或主动钻杆相配的扣型，在发生事故时及时更换即可，不必进行额外加工及配置。省时省力，成功率高，性价比高。 [0035] 粘钻开始发生在粘钻点，随着井内压差的原因粘钻发展成钻杆与井内壁接触面，钻杆与井内壁的接触面积继续扩大，组合设备后启动高频振动装置，高频振动通过钻杆传递到粘钻点或者钻杆与井内壁接触面处，形成的共振波，接触面积的质点发生垂直运动，沿钻杆轴线的高频正弦波力促使接触点的质点产生微观运移或者水化，当水化面积进一步扩大，钻杆的粘钻能力进一步减少，形成一定的间隙，钻杆从井壁及滤饼处剥离，成功上提钻具，粘钻事故处理完成。 [0036] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。 [0037] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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