CN102418478A - 分支井开窗侧钻用空心斜向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分支井开窗侧钻用空心斜向器，包括下入部分、导向部分和定位部分，特征是：所述下入部分为上部连接钻杆，下入部分下部通过剪切销钉与导向部分连接，所述导向部分与定位部分的对接筒连接，并通过螺母锁紧，所述下入部分为空心结构。优点是：本空心斜向器与分支井开窗侧钻工具可配套使用，有利于分支井固完井作业后，需要继续沟通主井眼时重下入管柱至主井眼内，无需将已入井斜向器等工具反复提出井眼，节省了常规开窗侧钻后期作业的大量时间，积极有效地解决和避免了常规开窗侧钻工艺和工具存在的技术瓶颈，在开窗侧钻作业中操作简便，且工作安全可靠。此外，本空心斜向器制造成本较低，故有利于钻完井作业现场的大规模应用。

Description

分支井开窗侧钻用空心斜向器

技术领域

本发明属于油田开发生产技术领域，特别是涉及一种分支井开窗侧钻用空心斜向器。

背景技术

随着油气田的大规模开发，有大量的新井或老井需要开窗侧钻来提高产量，尤其是近几年兴起的分支井技术是继定向井、侧钻井、水平井技术之后发展起来的钻井新技术，该技术通过在一个井眼里钻出若干个支井，增大泄油面积，提高油井产量，减少油藏开发成本。

目前，开窗侧钻普遍使用的是实心重进入工具，其下端是与定位机构的对接结构，但上端的斜向器部分是实心结构，重新与定位机构对接后，无法重新沟通主井眼，只能利用新钻的侧井眼进行作业及后续生产作业，大大浪费了油田产能。并且在作业过程中需要将已入井的斜向器等工具反复提出井眼，操作繁琐、影响了常规开窗侧钻后期作业效率，且由于上述空心斜向器无法回收，进而增加了作业成本。国外同类产品价格昂贵，并且存在部分技术壁垒，不利于国内钻完井作业现场的大规模应用。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种分支井开窗侧钻用空心斜向器。本发明设计的空心斜向器更有利于分支井固完井作业后，需要继续沟通主井眼时重下入管柱至主井眼内，不需要将已入井的斜向器等工具反复提出井眼，节省了常规开窗侧钻后期作业的大量时间和成本，且本空心斜向器易于操作，便于回收。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

分支井开窗侧钻用空心斜向器，包括下入部分、导向部分和定位部分，其特征在于：所述下入部分为上部连接钻杆，下入部分下部通过剪切销钉与导向部分连接，所述导向部分与定位部分的对接筒连接，并通过螺母锁紧，所述下入部分为空心结构。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述下入部分包括：上接头、空心活塞轴、套装在空心活塞轴外部的活塞、球座、下接头和冲洗管，所述活塞轴与上接头连接，在活塞轴内通过剪切销固定有球座，活塞轴下部通过键和固定销连接下接头，所述下接头内制有流体循环通道，并通过螺纹连接冲洗管。

所述下接头内制有Y形流体循环通道，所述Y形流体循环通道连通冲洗管。

所述导向部分包括：斜铁本体、斜板、护板、自关闭单流阀和扶正板，所述斜铁本体通过脱手剪切销钉连接下入部分的活塞，斜铁本体上通过紧固件连接护板和扶正板，斜铁本体内满焊连接自关闭单流阀，所述冲洗管穿过自关闭单流阀，冲洗管与自关闭单流阀之间通过O型密封圈密封。

所述斜铁本体上部与斜板通过全周满焊连接，斜铁本体与斜板之间隙设有O型密封圈。

所述斜铁本体圆周上分布有扶正板，所述扶正板内装有指示剂。

所述自关闭单流阀包括：阀板、阀座、扭簧和销轴，所述销轴穿过阀板、扭簧，且销轴两端穿过阀座并与其固定，阀板通过销轴绕阀座旋转，在阀座与阀板上均设有挤压密封锥面。

所述护板上制有定位槽和重入工具导向斜面。

所述定位部分包括卡簧、对接筒和锁紧螺母，所述对接筒上部与导向部分的斜铁本体螺纹连接，在对接筒上制有卡簧槽，卡簧槽内连接有其上制有导入斜面和轴向运动台阶的卡簧。

采用上述分支井开窗侧钻空心导向器的操作方法：

（1）按上述空心导向器管串设计要求连接所需常规零部件；

（2）用钻杆送入本空心斜向器到位，到位前开泵循环冲洗分支井开窗侧钻重入领域的锚定头部，循环冲洗干净后继续下入完成对接；

（3）管柱内投球，送球到位后憋压至7-10MPa，活塞轴与球座之间的销钉顺利剪切，使送入工具与空心斜向器的斜铁本体成功脱手；

（4）继续管柱内打压至13-18MPa，顺利剪切位于活塞轴内的球座，导通管柱内外流体，建立循环。

（5）起出下入管柱，准备下一步井下作业。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，在空心斜向器上安装自关闭单流阀可配合送入工具的循环冲洗装置，以及自动导向锁紧机构等关键技术，保证了空心斜向器顺利准确地送入到位；同时具有套铣显示功能的指扶正板等重要机构保证了后续下入尾管固井、完井作业、主井眼沟通作业及空心斜向器回收作业的有序高效进行；本空心斜向器与分支井开窗侧钻工具可配套使用，有利于分支井固完井作业后，需要继续沟通主井眼时重下入管柱至主井眼内，无需将已入井斜向器等工具反复提出井眼，节省了常规开窗侧钻后期作业的大量时间，积极有效地解决和避免了常规开窗侧钻工艺和工具存在的技术瓶颈，在开窗侧钻作业中操作简便，且工作安全可靠。此外，本空心斜向器制造成本较低，故有利于钻完井作业现场的大规模应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是图1的B部放大图。

图中： 1、上接头； 2、活塞轴； 3、活塞； 4、O型密封圈； 5、O型密封圈； 6、O型密封圈； 7、球座； 8、剪切销； 9、护板； 10、脱手剪切销钉； 11、下接头； 11-1、流体循环通道； 12、斜板； 13、斜铁本体； 14、螺钉； 15、扶正板； 16、锁紧螺母； 17、O圈； 18、对接筒；18-1、卡簧槽； 19、卡簧； 19-1、导入斜面； 20、阀板； 21、阀座； 22、扭簧； 23、销轴； 24、冲洗管； 25、O型密封圈。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-图3，分支井开窗侧钻用空心斜向器，包括下入部分、导向部分和定位部分，所述下入部分的上部连接钻杆，下入部分下部通过剪切销钉与导向部分连接，所述导向部分与定位部分的对接筒18连接，并通过螺母16锁紧，所述下入部分为空心结构。

所述下入部分包括：上接头1、空心活塞轴2、套装在空心活塞轴外部的活塞3、球座7、下接头11和冲洗管24，活塞轴与活塞之间采用O型密封圈4和O型密封圈5密封。所述活塞轴与上接头螺纹连接，在活塞轴内通过剪切销8固定有球座7，球座与活塞轴通过O型密封圈6密封。活塞轴下部通过键和固定销连接下接头11，所述下接头内制有流体循环通道11-1，并通过螺纹连接冲洗管24。本实施例中，所述下接头11内的流体循环通道11-1优选为Y形流体循环通道，所述Y形流体循环通道连通冲洗管24。

所述导向部分包括：斜铁本体13、斜板12、护板9、自关闭单流阀和扶正板15，所述斜铁本体通过脱手剪切销钉10连接下入部分的活塞3，所述脱手剪切销钉10为带有螺纹紧定的圆柱面脱手剪切销钉。在斜铁本体上通过紧固件连接有护板9和扶正板15，本实施例中，所述紧固件为螺钉14，在护板9上制有定位槽和重入工具导向斜面，所述斜铁本体的圆周上分布有扶正板15，在扶正板内装有指示剂，所述指示剂在分支井钻完井作业结束后，需要沟通主井眼套铣作业时可起到很好的指示作用。斜铁本体内满焊连接自关闭单流阀，所述冲洗管穿过自关闭单流阀，冲洗管与自关闭单流阀之间通过O型密封圈25密封，本实施例中，所述斜铁本体上部与斜板12通过全周满焊连接。所述自关闭单流阀包括：阀板20、阀座21、扭簧22和销轴23，所述销轴穿过阀板、扭簧，且销轴两端穿过阀座并与其固定，阀板通过销轴绕阀座旋转，在阀座与阀板上均设有挤压密封锥面。

所述定位部分包括卡簧19、对接筒18和锁紧螺母16，所述对接筒上部与导向部分的斜铁本体13螺纹连接，在对接筒18上制有卡簧槽18-1，卡簧槽内连接有其上制有导入斜面19-1和轴向运动台阶的卡簧19。对接筒上部与导向部分的斜铁本体螺纹连接，并通过O型密封圈17密封，调整斜铁本体的斜面与对接筒的定位槽角度后上紧锁紧螺母16，对接筒下部在作业中与分支井开窗侧钻重入领域的锚定头部对接。

采用上述分支井开窗侧钻空心导向器的操作方法：

请参阅图1，

本发明工具的上接头扣型均为API标准扣型，这样便于与作业现场的标准钻杆或钻铤等其它工具的连接。

用钻杆送入本空心斜向器到位，将管柱下入到预订深度，纪录上提、下放悬重，以备准确判断定位部分的卡簧19成功插入锚定头部。管柱内开泵循环，冲洗分支井开窗侧钻重入定位机构的锚定头部，循环冲洗干净，方便定位部分的准确连接，循环返出干净后继续下入，到位后下压一定吨位，确保卡簧19顺利插入锚定头部，然后上提一定吨位，确保卡簧19已进入并卡死在锚定头部的卡簧槽内，表明对接完成。

对接完成后，向管柱内投球，送球到位后憋压至7-10MPa，本实施例中，即管柱内投球打压至9Mpa时，由于活塞3内外压差使得活塞上行，活塞轴2由钻杆悬挂，使得脱手剪切销钉10在活塞与活塞轴的拉伸过程中顺利剪切，成功脱手。

脱手后，为了建立管柱内外流体通道，继续管柱内打压至13-18MPa，本实施例中，向管柱内打压至15MPa，剪切销8剪切，顺利剪切位于活塞轴内的球座，使球座7落入下接头11内，即建立管柱内外循环通道，导通管柱内外流体，建立循环。随后顺利起出下入工具部分。接下来即可开始分支井下入尾管固井、完井等作业，最后，为了后续作业要求沟通主井眼，可下入定向射孔工具或相应钻铣工具，对斜板进行破坏打通，实现主井眼的沟通。

最后起出下入管柱，准备下一步井下作业。

Claims (10)

1.一种分支井开窗侧钻用空心斜向器，包括下入部分、导向部分和定位部分，其特征在于：所述下入部分为上部连接钻杆，下入部分下部通过剪切销钉与导向部分连接，所述导向部分与定位部分的对接筒连接，并通过螺母锁紧，所述下入部分为空心结构。

2.根据权利要求1所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述下入部分包括：上接头、空心活塞轴、套装在空心活塞轴外部的活塞、球座、下接头和冲洗管，所述活塞轴与上接头连接，在活塞轴内通过剪切销固定有球座，活塞轴下部通过键和固定销连接下接头，所述下接头内制有流体循环通道，并通过螺纹连接冲洗管。

3.根据权利要求2所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述下接头内制有Y形流体循环通道，所述Y形流体循环通道连通冲洗管。

4.根据权利要求1所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述导向部分包括：斜铁本体、斜板、护板、自关闭单流阀和扶正板，所述斜铁本体通过脱手剪切销钉连接下入部分的活塞，斜铁本体上通过紧固件连接护板和扶正板，斜铁本体内满焊连接自关闭单流阀，所述冲洗管穿过自关闭单流阀，冲洗管与自关闭单流阀之间通过O型密封圈密封。

5.根据权利要求4所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述斜铁本体上部与斜板通过全周满焊连接。

6.根据权利要求5所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述斜铁本体圆周上分布有扶正板，所述扶正板内装有指示剂。

7.根据权利要求4所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述自关闭单流阀包括：阀板、阀座、扭簧和销轴，所述销轴穿过阀板、扭簧，且两端穿过阀座并固定，阀板通过销轴绕阀座旋转，在阀座与阀板上均设有挤压密封锥面。

8.根据权利要求4所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述护板上制有定位槽和重入工具导向斜面。

9.根据权利要求1所述的分支井开窗侧钻用空心斜向器，其特征在于：所述定位部分包括卡簧、对接筒和锁紧螺母，所述对接筒上部与导向部分的斜铁本体螺纹连接，在对接筒上制有卡簧槽，卡簧槽内连接有其上制有导入斜面和轴向运动台阶的卡簧。

10.一种采用分支井开窗侧钻空心导向器的操作方法，其特征在于：

（1）按上述空心导向器管串设计要求连接所需常规零部件；

（2）用钻杆送入本空心斜向器到位，到位前开泵循环冲洗分支井开窗侧钻重入领域的锚定头部，循环冲洗干净后继续下入完成对接；

（3）管柱内投球，送球到位后憋压至7-10MPa，活塞轴与球座之间的销钉顺利剪切，使送入工具与空心斜向器的斜铁本体成功脱手；

（4）继续管柱内打压至13-18MPa，顺利剪切位于活塞轴内的球座，导通管柱内外流体，建立循环；

（5）起出下入管柱，准备下一步井下作业。

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