CN1044505C - 钻孔造斜装置及其再入装置 - Google Patents
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Abstract
一种造斜装置(1)，协助在地下结构中从一单孔钻削一对相反的倾斜支孔，它包括一个在其上端设有连接装置的端部敞开的管(2)，以便将端部敞开的管(2)连接在套管柱上，以及一个靠近端部敞开的管(2)的下端设置在其内的导向件(4)，其中，所述端部敞开的管(2)的壁具有面向倾斜导道(6和7)的长形开口(9和10)。
Description
本发明涉及在地下结构中从单孔钻倾斜支孔。上述单孔一般是垂直钻孔，为了达到广泛分布的目标，从单孔钻出一个或多个倾斜支孔。
在钻斜井的一种方法中，使用一种造斜装置，它是一设置在单井底部上的一个钢楔，即，楔尖式钻孔定向器。在连钻孔时，钻头跟随钢楔，从而钻出倾斜支孔。在钻出一短段倾斜支孔之后，卸掉楔尖式钻孔定向器，继续在倾斜支孔中钻孔。关于这种方法可参阅《石油手栅》1983年第六版，第135-136页。
当需要钻两个相反的支孔时，可以使用一个方向与第一支孔相反的楔尖式钻孔定向器来钻出第二个支孔。
美国专利说明书第4,573,541号中公开了一种用于钻一个以上倾斜支孔的造斜装置。该装置包括一个管状壳和三条布置在管状壳中的三条导向管，其中二条导向管从管状壳纵向中心轴线弯曲。一个倾斜支孔的钻削包括在加套管的单一钻孔的下端设置造斜装置，将钻头导入两条弯曲的导向管之一，以及继续钻孔。
这种造斜装置的缺点在于，导管的直径小于管状壳直径的一半，因此，弯曲的支孔的直径比其开始钻削的原孔的直径小得多。
美国专利第2,693,342号公开了一种偏转器，其位于连接在转动的上部管件上的工具壳体内，使上部管件的转动通过一齿轮系统传递至一侧向钻杆。
本发明的目的在于提供一种可钻出一对相反的倾斜支孔的改进型造斜装置，以及一种可卸式地放入这种造斜装置中的再入装置。
为了实现上述目的，按照本发明，一种造斜装置，用于帮助在地下结构中从一单孔钻削一对相反的倾斜支孔，它包括一根端部敞开的管，其上端设有连接装置，以及一个导向件，其设在所述端部敞开的管中，靠近其下端，所述导向件包括两条设在导向件相对两侧的倾斜导道，其中，所述端部敞开的管的壁具有面对倾斜导道的长形开口，其特征在于：所述连接装置将所述端部敞开的管连接在一套管柱上。
倾斜导道最好是凹形的。
为了避免钻穿金属壁，端部敞开的管的壁具有面向倾斜导道的长形开口。
端部敞开的管在其下端也可以设有一连接装置，以便将套管的一个或多个附加接头连接在端部敞开的管的下端，其目的是使端部敞开的管在单孔中定心。
本发明也涉及一种可卸式安装在本发明的造斜装置上的再入装置，该再入装置包括一个壁上带有长形开口的端部敞开的衬套，一个面对上述长形开口设在端部敞开的衬套中的倾斜偏转面，再入装置的外径小于造斜装置的内径，其中，所述再入装置能放入造斜装置中，所述倾斜偏转面的斜度使其与两条倾斜导道之一会合。
再入装置最好还包括一个设在端部敞开的衬套的下端部分中的会合元件，该会合元件具有一个底部以便使会合元件可放置在导向件上，还包括一个楔形部分，使会合元件可放置在相对于一倾斜导道的预定位置上。
现对照以下附图以举例的方式详细描述本发明。
图1是按照本发明的造斜装置的示意侧视图；
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的横剖图；
图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线的纵剖图；
图4示意地，不成比例表示从一单孔钻出的一对相反的倾斜支孔；
图5示意地表示设有本发明的造斜装置的套管柱的侧视图；
图6表示沿图4中Ⅵ-Ⅵ线的局部横剖图；以及
图7示意地表示按照本发明的设有再入装置的造斜装置。
现在参阅图2至3。本发明的造斜装置1具有一端部敞开的管2，在其上端设有一个连接装置(未画出)，以便将端部敞开的管连接在套管柱上；以及一个设置在端部敞开的管中，靠近其下端5的导向件4。
导向件4包括两条设在导向件4相对两侧上的倾斜导道6和7。在图示实施例中，导道6和7是凹形的。
端部敞开的管2的壁具有面向导道6和7的长形开口9和10。
现在参阅图4至6。图4示意地，不按比例地表示在地下结构27中用钻机25从单孔22钻削一对相反的倾斜支孔20和21。单孔22已加装套管柱28，套管柱在接近其下端处设有按照本发明的造斜装置1。套管柱28以普通的方式在单孔22中被水泥注浆，水泥注浆作业本文不再赘述。
图5和6中更详细地表示出套管柱28的下端。造斜装置1设置在套管柱末段30和尾段31之间，为此，端部敞开的管2的两端设有连接装置。尾段31包括一个套管接头，它用于使造斜装置1在单孔22中定心。段间的连接装置的标号为32。套管柱28还设有定心器33，其用于使套管柱28在单孔22中定心(见图4)。
为了钻出一个倾斜支孔，一个下端具有一钻头52的钻杆组件50被降入套管柱28中。导向件4使钻头52偏转，转动钻头52，开始钻削一个倾斜支孔。在继续钻孔时，导道6和7的凹形的形式有利于控制钻头52和钻杆组件50的方向。
这也表示在图4中，在图4中钻头52处于倾斜支孔21中。在图4中，已假定支孔20已经钻成。
为了便于进入倾斜支孔之一，一个再入装置可以被降入本发明的造斜装置中，再入装置的外径小于造斜装置的内径。设置在造斜装置中的再入装置表示在图7中。再入装置的标号为60，它已经可卸式地放入造斜装置1中。再入装置60包括一个壁上具有长形开口62的端部敞开的衬套61，一个面向长形开口62设在端部敞开的衬套61中的倾斜偏转面64。再入装置60装入造斜装置1中，使倾斜偏转面64与两倾斜导道6和7之一的倾斜导道6会合。
为了使再入装置60定向，再入装置还包括一个会合件66，其设置在端部敞开的衬套61的下端部分中，该会合件66具有一个底部67，使会合件66可以放置在导向件4上，还具有一个楔形部分68，使会合件66可以放在相对于一个倾斜导道6或7的一个预定位置上。
再入装置60被降入套管柱28中，例如可卸式地连接在钻杆(未画出)的端部。在已经放好再入装置60之后，将钻杆拉出钻孔。
当已将一个工具降入支孔20(见图4)时，将再入装置放在造斜装置1中，如图7所示。然后将工具(未画出)向下穿过套管部分，沿倾斜偏转面64导入支孔中。
为了将再入装置60固定在造斜装置1中，再入装置60可包括一个可卸的锁定组件(未画出)。
再入装置60也可用于钻削倾斜支孔之一。为此目的，象对照图4至6所作描述那样开始钻削倾斜支孔。当已钻出大约1米时，将再入装置连接在造斜装置上，再恢复钻削倾斜支孔。
为了便于一个倾斜支孔的初始钻削，可以应用一个包括一孔底电机和一个弯曲头部(bent-sub)的定向钻削组件。使定向钻削组件有选择地定向，弯曲头部迫使由孔底电机驱动的钻头穿过端部敞开的管的一选定的长形开口。首先钻出由于在钻孔中水泥注浆而处在所述长形开口中的水泥，然后，对所述一个倾斜支孔的钻削进入地下结构。另一个倾斜支孔是以相似的方式开始钻削的，从而使钻削组件有选择地定向，迫使钻头穿过端部敞开的管的另一个长形开口。最好使用陀螺测量工具协助使钻削组件在选定的方向上定向。
由于钻削或辅助工具穿过钻孔的运动而造成的再入装置的不必要的再定位，可以通过在再入装置顶部设置一个适当的压紧工具的方法而加以避免。
Claims (4)
1．一种造斜装置，用于帮助在地下结构中从一单孔(22)钻削一对相反的倾斜支孔(20,21)，它包括一根端部敞开的管，其上端设有连接装置(32)，以及一个导向件(14)，其设在所述端部敞开的管(2)中，靠近其下端，所述导向件(4)包括两条设在导向件相对两侧的倾斜导道(6,7)，其中，所述端部敞开的管(2)的壁具有面对倾斜导道(6,7)的长形开口，其特征在于：所述连接装置(32)将所述端部敞开的管(2)连接在一套管柱(28)上。
2．如权利要求1所述的造斜装置，其特征在于：所述倾斜导道(6,7)是凹形的。
3．一种可卸式地放入如权利要求1或2所述的造斜装置中的再入装置(60)，它包括一个壁上带有长形开口(62)的端部敞开的衬套(61)，一个面对上述长形开口(62)设在端部敞开的衬套(61)中的倾斜偏转面(64)，再入装置的外径小于造斜装置的内径，其中，所述再入装置(60)能放入造斜装置中，所述倾斜偏转面(64)的斜度使其与两条倾斜导道(6,7)之一会合。
4．如权利要求3所述的再入装置，其特征在于：还包括一个设置在所述端部敞开的衬套(61)的下端部分中的会合件，该会合件(66)具有一个使会合件(66)可放置在导向件(4)上的底部(67)，以及包括一个楔形部分(68)，使所述会合件能够放置在相对于一条倾斜导道(6,7)的预定位置上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |