一种双壁反循环钻井工具

摘要

本发明涉及一种油气钻井工程领域使用的双壁反循环钻井工具。它满足双壁钻杆反循环钻井技术的需求，同时提高井底岩屑清洁效率。其技术特征是：外筒体上端和上接头下端丝扣连接，外筒体下端和连接头上端丝扣连接；推力轴承安装在连接头内腔中部台阶面上；外转子外圆中部设置有左旋螺旋叶，内转子外圆上设置有右旋螺旋叶；外转子置入外筒体内腔；内转子置入外转子内腔，内转子下端公螺纹和射流钻头内腔台阶孔孔底母螺纹丝扣连接，外转子下端公螺纹和射流钻头内腔台阶孔孔口母螺纹丝扣连接。本发明实现钻井液和岩屑从射流钻头直接的回流孔直接进入外转子内腔，进而进入双壁钻杆的内管，破岩扭矩大，井底岩屑清理及时，井底清岩效率高。

权利要求

1.一种双壁反循环钻井工具，是由上接头（1）、外筒体（2）、外转子（3）、内转子（4）、连接头（5）、推力轴承（6）和射流钻头（7）构成；其特征在于：上接头（1）上端和双壁钻杆的外筒丝扣连接，外转子（3）上端和双壁钻杆的内筒密封插接；外筒体（2）上端和上接头（1）下端丝扣连接，外筒体（2）下端和连接头（5）上端丝扣连接；外筒体（2）内腔上部设置一圈凸起台阶；

连接头（5）内腔中部设置一圈台阶面，连接头（5）上部周向均匀设置四个过流孔b（51）；推力轴承（6）安装在连接头（5）内腔中部台阶面上；外转子（3）外圆上部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上均匀设置十二个过流孔a（31），外转子（3）外圆中部设置有左旋螺旋叶（32），外转子（3）外圆下端设置为公螺纹；内转子（4）外圆上设置有右旋螺旋叶（41），内转子（4）外圆下端设置为公螺纹；外转子（3）置入外筒体（2）内腔，外转子（3）外圆上部凸起台阶安装在外筒体（2）内腔上部凸起台阶上；内转子（4）置入外转子（3）内腔，内转子（4）下端公螺纹和射流钻头（7）内腔台阶孔孔底母螺纹丝扣连接，外转子（3）下端公螺纹和射流钻头（7）内腔台阶孔孔口母螺纹丝扣连接。

2.根据权利要求1所述的双壁反循环钻井工具，其特征是：所述射流钻头（7）内腔设置为台阶孔，台阶孔孔口设置为母螺纹，台阶孔孔底设置为母螺纹，射流钻头（7）周向均匀设置三个射流孔（71）连通射流钻头（7）上端面和下端面，射流钻头（7）周向均匀设置三个回流孔（72）连通射流钻头（7）外圆和内腔台阶孔中部。

说明书

一种双壁反循环钻井工具

技术领域

[0001] 本发明涉及一种油气钻井工程领域使用的双壁反循环钻井工具。

背景技术

[0002] 在油气钻井工程领域，双壁钻杆反循环钻井（Reel Well钻井）技术作为一种新的钻井技术，以双壁钻杆为基础，钻井液从双壁钻杆环空泵入井内并清洗井底，从内部钻杆中携带岩屑返回地面，从而实现钻井液闭环循环。双壁钻杆是由内、外两层钻杆(称内管和外管)所组成；内、外管之问构成环隙，是水力输岩钻进、中心取样钻进时，向孔底泵送冲洗介质的通道；内管中心孔是排出冲洗介质固定成一个整体，每根双壁钻杆之间以外管的丝扣进行连接，保证传递扭矩和压力，而内管之间多采用插接方式，一般只起流通冲洗介质的作用，插接处要设密封装置。

[0003] 双壁钻杆反循环钻井技术在控制压力钻井、大位移钻井、深水钻井以及有压力挑战性的地层钻进方面具有极大的优势，主要具有以下特点：（1）钻井液在管中管内反循环，实现无隔水管钻井；（2）双壁钻杆充当电力和数据传输通道；（3）实现全过程控压钻井。而目前的双壁钻杆反循环钻井技术应用过程中，钻井液从底部钻具组合上部的流动转换接头进入双壁钻杆的内管，一方面钻井液从钻头至上部流动转换接头的压差大，一方面岩屑携带效率低，井底岩屑难以及时被清除。基于上述技术背景，本发明特提供一种双壁反循环钻井工具。

发明内容

[0004] 本发明的目的是：为了满足双壁钻杆反循环钻井技术的需求，同时提高井底岩屑清洁效率，特提供一种双壁反循环钻井工具。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种双壁反循环钻井工具，是由上接头、外筒体、外转子、内转子、连接头、推力轴承和射流钻头构成；其结构特征是：上接头上端和双壁钻杆的外筒丝扣连接，外转子上端和双壁钻杆的内筒密封插接；外筒体上端和上接头下端丝扣连接，外筒体下端和连接头上端丝扣连接；外筒体内腔上部设置一圈凸起台阶；连接头内腔中部设置一圈台阶面，连接头上部周向均匀设置四个过流孔b；推力轴承安装在连接头内腔中部台阶面上；外转子外圆上部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上均匀设置十二个过流孔a，外转子外圆中部设置有左旋螺旋叶，外转子外圆下端设置为公螺纹；内转子外圆上设置有右旋螺旋叶，内转子外圆下端设置为公螺纹；射流钻头内腔设置为台阶孔，台阶孔孔口设置为母螺纹，台阶孔孔底设置为母螺纹，射流钻头周向均匀设置三个射流孔连通射流钻头上端面和下端面，射流钻头周向均匀设置三个回流孔连通射流钻头外圆和内腔台阶孔中部；外转子置入外筒体内腔，外转子外圆上部凸起台阶安装在外筒体内腔上部凸起台阶上；内转子置入外转子内腔，内转子下端公螺纹和射流钻头内腔台阶孔孔底母螺纹丝扣连接，外转子下端公螺纹和射流钻头内腔台阶孔孔口母螺纹丝扣连接。

[0006] 本发明的有益效果是：（1）本发明实现钻井液和岩屑从射流钻头直接的回流孔直接进入外转子内腔，进而进入双壁钻杆的内管，使得井底岩屑清理及时，井底清岩效率高；（2）本发明的射流钻头由外转子和内转子共同驱动，破岩扭矩大；（3）本发明实现双壁钻杆反循环钻井的井下动力驱动，驱动组件无橡胶结构，适用于深井高温高压环境。

附图说明

[0007] 图1是本发明一种双壁反循环钻井工具的结构示意图。

[0008] 图2是图1A-A截面剖视图。

[0009] 图3是外转子的三维结构示意图。

[0010] 图4是内转子的三维结构示意图。

[0011] 图中：1.上接头、2.外筒体、3.外转子、4.内转子、5.连接头、6.推力轴承、7.射流钻头、31.过流孔a、32.左旋螺旋叶、41.右旋螺旋叶、51.过流孔b、71.射流孔、72.回流孔。

具体实施方式

[0012] 如图1所示，本发明一种双壁反循环钻井工具，是由上接头1、外筒体2、外转子3、内转子4、连接头5、推力轴承6和射流钻头7构成；其结构特征是：上接头1上端和双壁钻杆的外筒丝扣连接，外转子3上端和双壁钻杆的内筒密封插接；外筒体2上端和上接头1下端丝扣连接，外筒体2下端和连接头5上端丝扣连接；外筒体2内腔上部设置一圈凸起台阶；连接头5内腔中部设置一圈台阶面，连接头5上部周向均匀设置四个过流孔b51；推力轴承6安装在连接头5内腔中部台阶面上；射流钻头7内腔设置为台阶孔，台阶孔孔口设置为母螺纹，台阶孔孔底设置为母螺纹，如图2所示，射流钻头7周向均匀设置三个射流孔71连通射流钻头7上端面和下端面，射流钻头7周向均匀设置三个回流孔72连通射流钻头7外圆和内腔台阶孔中部；外转子3置入外筒体2内腔，外转子3外圆上部凸起台阶安装在外筒体2内腔上部凸起台阶上；内转子4置入外转子3内腔，内转子4下端公螺纹和射流钻头7内腔台阶孔孔底母螺纹丝扣连接，外转子3下端公螺纹和射流钻头7内腔台阶孔孔口母螺纹丝扣连接。

[0013] 如图3所示，外转子3外圆上部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上均匀设置十二个过流孔a31，外转子3外圆中部设置有左旋螺旋叶32，外转子3外圆下端设置为公螺纹。

[0014] 如图4所示，内转子4外圆上设置有右旋螺旋叶41，内转子4外圆下端设置为公螺纹。

[0015] 本发明一种双壁反循环钻井工具的工作原理是：下入本发明至井底，开泵循环钻井液，钻井液从双壁钻杆外筒和内筒之间的环空进入外转子3和外筒体2之间的环空，钻井液在左旋螺旋叶32的作用下驱动外转子3正转，钻井液经射流钻头7的射流孔71进入井眼携带岩屑经回流孔72进入外转子3和内转子4的环空，钻井液在右旋螺旋叶41的作用下驱动内转子4正转。射流钻头7在外转子3和内转子4的共同作用下正转破岩。