CN104695886A - 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 - Google Patents
零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104695886A CN104695886A CN201510037213.6A CN201510037213A CN104695886A CN 104695886 A CN104695886 A CN 104695886A CN 201510037213 A CN201510037213 A CN 201510037213A CN 104695886 A CN104695886 A CN 104695886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe nipple
- piston
- pipe
- nipple
- bevel gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 146
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 38
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 19
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 241000283986 Lepus Species 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N Nitrovin Chemical compound C=1C=C([N+]([O-])=O)OC=1\C=C\C(=NNC(=N)N)\C=C\C1=CC=C([N+]([O-])=O)O1 XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000002018 water-jet injection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/06—Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/01—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for anchoring the tools or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/04—Measuring depth or liquid level
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种零半径井下套管开孔的装置，包括测量短节、定位短节、支撑短节、开孔短节、转向短节和锚定短节，其中开孔短节和锚定短节为必备功能短节，不同短节具有不同功能，实际井下作业中可以根据实际需要进行组装，该装置集成化程度高，地面操控性强，能同时实现测深、定方位、套管开孔、锚定等功能，定位准确，不需多次起下钻，操作成本低，耗时短，钻孔效率高，作业精度高，一次下钻就能在套管多个方位上钻出孔眼。本发明还提供了一种零半径井下套管开孔的方法，使用该方法在井下作业中可以在同层套管圆周上侧向钻出多个孔眼。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气开采和油气田增产作业装置领域，特别是涉及一种零半径井下套管开孔的装置及开孔方法。
背景技术
径向水平井技术是指利用高压水射流喷射方法在一口井的同一个产层或不同产层内沿径向钻出一个或多个水平井眼，达到增加油气通道，提高油气藏动用程度的一种高效的油气井增产技术。该技术既可以在新井中实施，又可以在老井中应用，非常适合于开发低渗透油层、薄油层、裂缝性油层以及岩性圈闭油藏，特别适用于煤层气和页岩气开采。其中如何经济有效的在目标层部位的套管上侧向开孔，使得高压喷射喷头和软管能顺利的进入地层是径向水平井技术的关键技术之一。
目前国内常用的井下套管开孔方式有侧钻开窗、段铣开窗以及柔性轴带动钻头开孔。前面两种开窗方式都会对目的层套管和水泥环产生损害，后一种开孔方式速度慢，效率较低，需要多次起下钻并更换各种测量装置。
发明内容
本发明提供了一种该装置集成化程度高，地面操控性强，能同时实现测深、定方位、套管开孔、锚定等功能的零半径井下套管开孔的装置。
本发明还提供了一种零半径井下套管开孔的方法，使用该方法在井下作业中可以完成沿侧壁圆周方向上的多个钻孔工作。
为此，本发明的技术方案如下：
一种零半径井下套管开孔装置，可根据实际井下作业需求与工况由多个 具有不同功能的短节(以下简称为功能短节)组合而成。
其中，开孔短节和锚定短节为该装置必选的功能短节。进行开孔作业时，所述锚定短节连接到所述开孔短节下端组成零半径井下套管开孔装置。
所述开孔短节包括涡轮马达、第一锥齿轮、第二锥齿轮、开孔钻头、第一压力管、推进活塞、第一弹簧和钻孔缸体，所述钻孔缸体为一封闭缸体，缸体内部包含左、右两个腔室，所述左腔室与第一压力管连通，所述右腔室内包括水平设置的所述第一锥齿轮和竖直设置的所述第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合并传递扭矩，所述推进活塞为T形，包括活塞头和活塞杆，所述活塞头位于左腔室内，所述活塞杆连通左、右腔室并与所述第二锥齿轮连接，所述第一弹簧套装在所述推进活塞的活塞杆上且位于所述活塞头与左、右腔室间隔壁之间以保持所述开孔钻头的伸缩运动，位于所述钻孔缸体外部的所述涡轮马达与所述第一锥齿轮连接并带动第一锥齿轮转动同时通过传递扭矩带动所述第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮连接的所述开孔钻头转动。
所述开孔短节具有套管磨铣开孔功能。涡轮马达在流体作用下带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮通过机械传动作用带动第二锥齿轮转动，开孔钻头随第二锥齿轮转动而旋转，同时钻井液经第一压力管进入钻孔缸体左腔室，在钻井液压力作用下推动推进活塞向右运动使得开孔钻头在推进活塞作用下对套管侧壁方向磨铣钻孔。
所述锚定短节为中空圆柱管状，沿圆周方向均匀分布有多个锚定爪，所述锚定短节下端向内收缩并延伸形成一个截面积略小的圆柱且在所述圆柱的侧面和底面上均匀分布有多个水眼。
所述锚定短节上部圆柱直径大于下部圆柱直径，使所述水眼孔径与钻井液循环流速相适应。
所述锚定短节具有锚定功能。当零半径井下套管开孔装置下入井内至适当的作业深度时，启动钻井液泵向该装置内循环加压，锚定短节功能启动，在钻井液压力作用下，锚定短节上部节面上的锚定爪在其表面凸起，锚定爪“抓住”套管内壁，使整段管柱固定在适当的位置；下部水眼则用于钻井液循环，由水眼排出的钻井液经由零半径井下套管开孔装置和套管之间的缝隙循环回地面的钻井液泵中。
除开孔短节和锚定短节外，测量短节，定位短节、支撑短节和转向短节为可选的功能短节，可根据实际井下作业需求与工况进行添加组装。
所述测量短节内设有电磁-伽马组合测井工具；该测量短节具有精确深度测量功能，用于精确测量管柱下入深度。
所述定位短节内设有陀螺定位仪；该定位短节具有方位角定向功能，用于精确定位套管开孔方位角。
所述支撑短节包括支撑缸体、第二压力管、支撑活塞和第二弹簧，所述支撑缸体为一封闭缸体，所述第二压力管与支撑缸体内腔连通，所述支撑活塞为T形，包括活塞杆和活塞头，所述支撑活塞的活塞杆能够穿过支撑缸体侧壁与井壁接触，所述第二弹簧穿装在所述支撑活塞的活塞杆上且位于所述支撑活塞的活塞头与活塞杆所穿过的侧壁之间。
所述支撑短节具有反向支撑功能。当零半径井下套管开孔装置下入井内至适当的作业深度时，启动钻井液泵向该装置内循环加压，锚定短节功能启动的同时支撑短节功能也启动，该装置安装时要确保支撑短节T形支撑活塞活塞杆与T形开孔短节推进活塞活塞杆伸向套管侧壁方向不同，因此，当钻井液经第二压力管进入支撑缸体内腔时，支撑活塞在流体压力下其活塞杆向外伸出，将该开孔装置推向所需钻孔一侧。
所述转向短节由两个完全相同的转向装置相互啮合而成，所述转向装置包括多个转向齿，每个转向齿均有滑动面和限位齿。
所述转向短节具有转向定位功能。当一个开孔动作完成后，可上提管柱，此时限位齿起到制约管柱轴向移动的作用，当旋转上部管柱时，上部转向装置沿滑动面旋转，下部定位装置不动，转动至相应位置时，放下管柱，此时转向短节的两个转向装置重新相互啮合在一起，可进行下一个开孔动作。
所述转向齿的个数可以为2、3或4个，分别对应可在180°、120°或90°的方向上定向，即可分别在同一层套管上开2、3或4个孔，井下作业时，可根据实际工况选择合适的转向齿个数。
所述支撑活塞活塞头和推进活塞活塞头上均套有O型圈。所述O型圈起密封作用。所述支撑活塞活塞头上套有O型圈防止由第二压力管进入支撑缸体内腔室的钻井液渗入第二弹簧伸缩运动区域，降低流体压力对推动支撑活塞的作用；所述推进活塞活塞头上套有O型圈防止由第一压力管进入支撑缸体内腔室的钻井液渗入第一弹簧伸缩运动区域，降低流体压力对推进活塞的作用。
优选地，所述零半径井下套管开孔装置包括测量短节，定位短节、支撑短节、开孔短节、转向短节和锚定短节，所述测量短节，定位短节、支撑短节、开孔短节、转向短节和锚定短节之间根据井下作业需要从上至下螺纹连接。
所述支撑短节中的第二压力管、开孔短节中的第一压力管可以与钻井液泵为同一套压力系统，也可以分别采用独立的一套压力系统。
一种使用该零半径井下套管开孔装置的开孔方法，包括下述步骤：
1)下入通径规通井，通至人工井底后起出，同时记录井底深度，确保零半径井下套管开孔装置能够顺利下入到预定位置，并留有口袋；
2)洗井直至反排出的水与进口水质一致；
3)将零半径井下套管开孔装置连接到油管下端，通过油管将该装置下入井内，达到设计的作业深度，同时测量并记录入井的所有管柱长度；
4)用测量短节测量该装置下入井内的精确深度；
5)通过在油管上方添加井口油管短节微调油管深度至与设计深度吻合，确保误差不超过20cm；
6)用定位短节测定开孔钻头方位角；
7)利用修井机旋转油管，直至达到设计的方位角，确保误差不超过5°；
8)打开钻井液泵循环加压，启动锚定短节和支撑短节，锚定整段管柱的同时将该段管柱推向套管开孔一侧的目的；
9)加大钻井液排量，开孔短节中的开孔钻头在推进活塞的作用下向外运动，涡轮马达开始工作，第一锥齿轮和锥齿轮通过机械传动作用带动开孔钻头旋转，磨铣套管；
10)当地面扭矩测定仪确定套管被磨开后，停泵泄压，支撑活塞和开孔钻头收回至支撑短节和开孔短节内部；
11)保持钻井液泵小排量循环，并用修井机缓慢旋转油管，注意钻井液泵上显示的压力变化，开孔短节旋转一定的角度后，压力从逐渐减小到突然增加，此时开孔钻头已旋转到所需方位；
12)重复步骤8)～10)，完成沿侧壁圆周方向上的其他位置的钻孔工作；
13)起出管柱，钻孔工作完成。
所述步骤5)中，所述井口油管短节螺纹连接在油管与该零半径井下套管开孔的装置之间，现有油管短节的尺寸包括0.3m、0.5m、1m和2m，用于微调油管深度，保证误差不超过20cm。
所述步骤1)中留有口袋，指该装置与井底之间留有3m～10m的距离，供钻井液正常循环。
与现有技术相比，本发明公开的该零半径井下套管开孔的装置集成化程度 高，地面操控性强，能同时实现测深、定方位、套管开孔、锚定等功能，定位准确，不需多次起下钻，操作成本低，耗时短，钻孔效率高，作业精度高，一次下钻就能在套管多个方位上钻出孔眼；本发明公开的使用该零半径井下套管开孔的方法可以实现在同层套管圆周上侧向钻出多个孔眼。
附图说明
图1是本发明的零半径井下套管开孔的装置的剖视图；
图2是本发明的零半径井下套管开孔的装置支撑短节的剖视图；
图3是本发明的零半径井下套管开孔的装置开孔短节的剖视图；
图4是本发明的零半径井下套管开孔的装置锚定短节的剖视图；
图5是本发明的零半径井下套管开孔的装置的转向短节结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的零半径井下套管开孔的装置的结构及开孔方法进行详细说明。
如图1～图5所示，该零半径井下套管开孔的装置，由测量短节1、定位短节2、支撑短节3、开孔短节4、转向短节5和锚定短节6从上至下依次螺纹连接。其中，图1中8为地层a、9为油层、10为地层b，所述开孔短节的开孔工作区域位于所述油层9区域内。
所述测量短节1内设有电磁-伽马组合测井工具。
所述定位短节2内设有陀螺定位仪。
所述支撑短节3包括支撑缸体11、第二压力管12、支撑活塞14和第二弹簧15，所述支撑缸体11为一封闭缸体，所述第二压力管12与支撑缸体11内腔相连，所述支撑活塞14为T形，包括活塞杆和活塞头，所述活塞杆穿过支撑缸体11侧壁，所述第二弹簧15穿过所述 支撑活塞14活塞杆设置于支撑活塞14活塞头与活塞杆穿过的侧壁之间。
所述开孔短节4为中空圆柱管状，包括涡轮马达16、第一锥齿轮17、第二锥齿轮18、开孔钻头19、第一压力管20、推进活塞21、第一弹簧22和钻孔缸体23，所述钻孔缸体23为一封闭缸体，缸体内部包含左、右两个腔室，所述左腔室与第一压力管20相连，所述右腔室内包括水平设置的第一锥齿轮17和竖直设置的第二锥齿轮18，所述第一锥齿轮17和第二锥齿轮18啮合并传递扭矩，所述左腔室内还设有T形推进活塞21，包括活塞杆和活塞头，所述活塞杆连通右腔室并与所述第二锥齿轮18连接，所述第一弹簧22穿过推进活塞21活塞杆设置于推进活塞21活塞头与左、右腔室间隔壁之间，保持开孔钻头19的伸缩运动，所述涡轮马达16与所述第一锥齿轮17竖直方向连接并带动第一锥齿轮17转动，所述第二锥齿轮18与所述开孔钻头19水平连接并带动开孔钻头17转动；所述转向短节5由两个完全相同的转向装置25啮合而成，所述转向装置25包括多个转向齿26，每个转向齿均有滑动面27和限位齿28。
所述锚定短节6分为一体连接的上部和下部两部分，所述上部为中空圆柱管状，节面上分布有多个锚定爪24，所述下部为中空圆柱管状且侧面和底面上均分布有多个水眼29。
所述锚定短节6上部圆柱直径大于下部圆柱直径，所述水眼29孔径与钻井液循环流速相适应。
其中，开孔短节4和锚定短节6为必选功能短节，而测量短节1，定位短节2、支撑短节3、转向短节5为可选功能短节，可根据井下作业需要进行组装。
所述转向齿26的个数为2-4个。
所述支撑活塞14活塞头和推进活塞21活塞头上均套有O型圈13。
该零半径井下套管开孔的装置的工作原理如下：
将根据井下作业需要和工况组装好的零半径井下套管开孔的装置上接油管送入井内，送达设计的作业深度；用测量短节1中的电磁-伽马组合测井工具测量该装置下入井内的精确深度并通过井口油管短节微调油管深度，使误差不超过20cm；用定位短节2中的陀螺定位仪，测定开孔钻头方位角，同时利用修井机旋转油管，直至达到设计的方位角，误差不超过5°；循环加压，锚定短节6和支撑短节3启动，锚定短节6内；在钻井液压力作用下，锚定短节6节面上的锚定爪24在锚定短节6表面凸起，锚定爪“抓住”套管内壁，使整段管柱固定在适当的位置；水眼29用于排除钻井液和钻井液循环，由水眼29排出的钻井液经由零半径井下套管开孔装置和套管之间的缝隙循环回地面钻井液泵中；支撑短节3内，钻井液经第二压力管12进入支撑缸体11内腔时，支撑活塞14在流体压力下其活塞杆向外伸出，将该开孔装置推向所需钻孔一侧；此时开孔短节4开始工作，涡轮马达16在流体作用下带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17通过机械传动作用带动第二锥齿轮18转动，开孔钻头19随第二锥齿轮18转动而旋转，同时钻井液经第一压力管20进入钻孔缸体23左腔室，在钻井液压力作用下推动推进活塞21向右运动使得开孔钻头19在推进活塞21作用下对套管侧壁方向磨铣钻孔；地面上的扭矩测定仪确定套管被磨开后，停泵泄压，此时支撑短节3内的支撑活塞14和开孔短节4内的推动活塞21和开孔钻头在第二弹簧15和第一弹簧22的张力作用下分别收回至支撑短节3和开孔短节4内部；转动开孔方向时，保持钻井液泵小排量循环，同时修井机缓慢旋转油管，此时当上提管柱时，限位齿28起到制约管柱径向移动的作用，当旋转上部管柱时，上部定位装置25沿滑动面27旋转，下部转向短节25不动，在这一过程中注意钻井液泵显示的压力变化，开孔短节4旋转一定的角度 (90°、120°或180°)后，压力会从逐渐减小到突然增加，此时开孔钻头19已旋转到所需方位；将两个转向装置25重新相互啮合在一起，重新进行如上所述支撑短节3、开孔短节4的操作进行开孔，直至完成所有开孔作业；提起管柱，取下该装置即可准备进行下步活动。
该零半径井下套管开孔的装置的开孔方法，包括如下步骤：
1)下入通径规通井，通至人工井底后起出，同时记录井底深度，确保零半径井下套管开孔装置能够顺利下入到预定位置，并留有口袋；
2)洗井直至反排出的水与进口水质一致；
3)将零半径井下套管开孔装置连接到油管下端，通过油管将该装置下入井内，达到设计的作业深度，同时测量并记录入井的所有管柱长度；
4)用测量短节1测量该装置下入井内的精确深度；
5)通过在油管上方添加井口油管短节微调油管深度至与设计深度吻合，确保误差不超过20cm；
6)用定位短节2测定开孔钻头方位角；
7)利用修井机旋转油管，直至达到设计的方位角，确保误差不超过5°；
8)打开钻井液泵循环加压，启动锚定短节6和支撑短节3，锚定整段管柱的同时将该段管柱推向套管开孔一侧的目的；
9)加大钻井液排量，开孔短节4中的开孔钻头19在推进活塞21的作用下向外运动，涡轮马达16开始工作，第一锥齿轮17和锥齿轮18通过机械传动作用带动开孔钻头19旋转，磨铣套管；
10)当地面扭矩测定仪确定套管被磨开后，停泵泄压，支撑活塞14和开孔钻头19收回至支撑短节3和开孔短节4内部；
11)保持钻井液泵小排量循环，并用修井机缓慢旋转油管，注意钻井液泵上显示的压力变化，开孔短节4旋转一定的角度后，压力从逐渐减小到突然增加，此时开孔钻头19已旋转到所需方位；
12)重复步骤8)～10)，完成沿侧壁圆周方向上的其他位置的钻孔工作；
13)起出管柱，钻孔工作完成。
该零半径井下套管开孔的装置，其中，开孔短节4和锚定短节6为必选功能短节，而测量短节1，定位短节2、支撑短节3和转向短节5为根据实际需要可以自由选择组合的可选的功能短节。因此对于该零半径井下套管开孔的装置的组合使用方式包括多种，除了简单的由开孔短节4和连接在所述开孔短节4下端的锚定短节6构成，还可以是自上而下依次螺纹连接的测量短节1，定位短节2、支撑短节3、开孔短节4和锚定短节6，或测量短节1，定位短节2、支撑短节3、开孔短节4、转向短节5和锚定短节6等。其相互连接顺序依照：测量短节1、定位短节2、支撑短节3、开孔短节4、转向短节5和锚定短节6从上至下依次螺纹连接，如果其中有一个或多个可选功能短节去掉，则将与所去掉的可选功能短节连接的两个功能短节螺纹连接。
Claims (7)
1.一种零半径井下套管开孔装置，其特征在于，包括开孔短节(4)和与所述开孔短节(4)下端连接的锚定短节(6)，
所述开孔短节(4)包括涡轮马达(16)、第一锥齿轮(17)、第二锥齿轮(18)、开孔钻头(19)、第一压力管(20)、推进活塞(21)、第一弹簧(22)和钻孔缸体(23)，所述钻孔缸体(23)为一封闭缸体，缸体内部包含左、右两个腔室，所述左腔室与第一压力管(20)连通，所述右腔室内包括水平设置的所述第一锥齿轮(17)和竖直设置的所述第二锥齿轮(18)，所述第一锥齿轮(17)与所述第二锥齿轮(18)啮合并传递扭矩，所述推进活塞(21)为T形，包括活塞头和活塞杆，所述活塞头位于左腔室内，所述活塞杆连通左、右腔室并与所述第二锥齿轮(18)连接，所述第一弹簧(22)套装在所述推进活塞(21)的活塞杆上且位于所述活塞头与左、右腔室间隔壁之间以保持所述开孔钻头(19)的伸缩运动，位于所述钻孔缸体(23)外部的所述涡轮马达(16)与所述第一锥齿轮(17)连接并带动第一锥齿轮(17)转动同时通过传递扭矩带动所述第二锥齿轮(18)以及与所述第二锥齿轮(18)连接的所述开孔钻头(19)转动；
所述锚定短节(6)为中空圆柱管状，沿圆周方向均匀分布有多个锚定爪(24)，所述锚定短节(6)下端向内收缩并延伸形成一个截面积略小的圆柱且在所述圆柱的侧面和底面上均匀分布有多个水眼(29)。
2.根据权利要求1所述的零半径井下套管开孔装置，其特征在于，所述装置还包括测量短节(1)，定位短节(2)、支撑短节(3)、转向短节(5)中至少一种，
所述测量短节(1)内设有电磁-伽马组合测井工具；
所述定位短节(2)内设有陀螺定位仪；
所述支撑短节(3)包括支撑缸体(11)、第二压力管(12)、支撑活塞(14)和第二弹簧(15)，所述支撑缸体(11)为一封闭缸体，所述第二压力管(12)与支撑缸体(11)内腔连通，所述支撑活塞(14)为T形，包括活塞杆和活塞头，所述支撑活塞(14)的活塞杆能够穿过支撑缸体(11)侧壁与井壁接触，所述第二弹簧(15)穿装在所述支撑活塞(14)的活塞杆上且位于所述支撑活塞(14)的活塞头与活塞杆所穿过的侧壁之间；
所述转向短节(5)由两个完全相同的转向装置(25)相互啮合而成，所述转向装置(25)包括多个转向齿(26)，每个转向齿均包括滑动面(27)和限位齿(28)。
3.根据权利要求2所述的零半径井下套管开孔装置，其特征在于，所述转向齿(26)的个数为2-4个。
4.根据权利要求3中任一项所述的零半径井下套管开孔装置，其特征在于，在所述支撑活塞(14)活塞头和推进活塞(21)活塞头上均套有密封O型圈(13)。
5.根据权利要求4所述的零半径井下套管开孔装置，其特征在于，包括依次通过螺纹连接的测量短节(1)，定位短节(2)、支撑短节(3)、开孔短节(4)、转向短节(5)和锚定短节(6)。
6.一种使用如权利要求5所述的零半径井下套管开孔装置的开孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)下入通径规通井，通至人工井底后起出，同时记录井底深度，确保零半径井下套管开孔装置能够顺利下入到预定位置，并留有口袋；
2)洗井直至反排出的水与进口水质一致；
3)将零半径井下套管开孔装置连接到油管下端，通过油管将该装置下入井内，达到设计的作业深度，同时测量并记录入井的所有管柱长度；
4)用测量短节(1)测量该装置下入井内的精确深度；
5)通过在油管上方添加井口油管短节微调油管深度至与设计深度吻合，确保误差不超过20cm；
6)用定位短节(2)测定开孔钻头方位角；
7)利用修井机旋转油管，直至达到设计的方位角，确保误差不超过5°；
8)打开钻井液泵循环加压，启动锚定短节(6)和支撑短节(3)，锚定整段管柱的同时将该段管柱推向套管开孔一侧的目的；
9)加大钻井液排量，开孔短节(4)中的开孔钻头(19)在推进活塞(21)的作用下向外运动，涡轮马达(16)开始工作，第一锥齿轮(17)和锥齿轮(18)通过机械传动作用带动开孔钻头(19)旋转，磨铣套管；
10)当地面扭矩测定仪确定套管被磨开后，停泵泄压，支撑活塞(14)和开孔钻头(19)收回至支撑短节(3)和开孔短节(4)内部；
11)保持钻井液泵小排量循环，并用修井机缓慢旋转油管，注意钻井液泵上显示的压力变化，开孔短节(4)旋转一定的角度后，压力从逐渐减小到突然增加，此时开孔钻头(19)已旋转到所需方位；
12)重复步骤8)～10)，完成沿侧壁圆周方向上的其他位置的钻孔工作；
13)起出管柱，钻孔工作完成。
7.根据权利要求6所述的开孔方法，其特征在于，所述步骤1)中的留有口袋为所述零半径井下套管开孔装置与井底之间留有3m～10m的距离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037213.6A CN104695886A (zh) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037213.6A CN104695886A (zh) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104695886A true CN104695886A (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=53343389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510037213.6A Pending CN104695886A (zh) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104695886A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105057738A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-18 | 浙江大学 | 一种内腔钻孔多刀具加工装置 |
| CN106320981A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 一种套管定点甩管装置 |
| CN108868749A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-23 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种自动前进通径规 |
| CN110107243A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-09 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电液式井下套管开孔器 |
| CN110130847A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-16 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电缆传输井下齿轮式开孔工具 |
| CN111434883A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油管打孔装置 |
| CN112077205A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种机械冲孔工具及操作方法 |
| CN115465910A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种将地下水井改建为地下水循环井的组件、方法和工具 |
| NO347022B1 (en) * | 2021-10-07 | 2023-04-17 | Altus Intervention Tech As | Radial Drilling Unit |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1715614A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 施卢默格海外有限公司 | 鉴定储层的装置和方法 |
| US20090288884A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Jelsma Henk H | Method and apparatus for high pressure radial pulsed jetting of lateral passages from vertical to horizontal wellbores |
| RU2387810C1 (ru) * | 2009-01-22 | 2010-04-27 | ЗАО " БашОйл-Сервис" | Установка для вскрытия сверлением обсадной колонны в скважине |
| CN102635310A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-15 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 油井井下套管钻孔器 |
| CN103195387A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 井下套管径向开窗器 |
| CN103375140A (zh) * | 2012-04-13 | 2013-10-30 | 中国石油天然气集团公司 | 径向水平井定向装置及其操作方法 |
-
2015
- 2015-01-26 CN CN201510037213.6A patent/CN104695886A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1715614A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 施卢默格海外有限公司 | 鉴定储层的装置和方法 |
| US20090288884A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Jelsma Henk H | Method and apparatus for high pressure radial pulsed jetting of lateral passages from vertical to horizontal wellbores |
| RU2387810C1 (ru) * | 2009-01-22 | 2010-04-27 | ЗАО " БашОйл-Сервис" | Установка для вскрытия сверлением обсадной колонны в скважине |
| CN102635310A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-15 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 油井井下套管钻孔器 |
| CN103375140A (zh) * | 2012-04-13 | 2013-10-30 | 中国石油天然气集团公司 | 径向水平井定向装置及其操作方法 |
| CN103195387A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 井下套管径向开窗器 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106320981A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 一种套管定点甩管装置 |
| CN106320981B (zh) * | 2015-07-07 | 2018-07-27 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 一种套管定点甩管装置 |
| CN105057738A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-18 | 浙江大学 | 一种内腔钻孔多刀具加工装置 |
| CN105057738B (zh) * | 2015-07-21 | 2017-04-19 | 浙江大学 | 一种内腔钻孔多刀具加工装置 |
| CN108868749A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-23 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种自动前进通径规 |
| CN111434883B (zh) * | 2019-01-11 | 2022-05-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油管打孔装置 |
| CN111434883A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油管打孔装置 |
| CN110130847A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-16 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电缆传输井下齿轮式开孔工具 |
| CN110107243A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-09 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 电液式井下套管开孔器 |
| CN112077205A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种机械冲孔工具及操作方法 |
| CN112077205B (zh) * | 2020-09-17 | 2022-06-03 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种机械冲孔工具及操作方法 |
| NO347022B1 (en) * | 2021-10-07 | 2023-04-17 | Altus Intervention Tech As | Radial Drilling Unit |
| US12018539B2 (en) | 2021-10-07 | 2024-06-25 | Altus Intervention (Technology) As | Radial drilling unit |
| CN115465910A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种将地下水井改建为地下水循环井的组件、方法和工具 |
| CN115465910B (zh) * | 2022-08-02 | 2024-01-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种将地下水井改建为地下水循环井的组件、方法和工具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104695886A (zh) | 零半径井下套管开孔装置及其开孔方法 | |
| US3285350A (en) | Method and apparatus for controllably drilling off-vertical holes | |
| RU2331753C2 (ru) | Скважинный инструмент | |
| US9133664B2 (en) | Controlled pressure pulser for coiled tubing applications | |
| RU2663985C2 (ru) | Усовершенствованный способ и устройство для выполнения бокового канала из ствола скважины | |
| BR112013032031B1 (pt) | cartucho para uma ferramenta de perfuração terrestre, broca para perfuração terrestre e método de operar uma ferramenta de perfuração terrestre | |
| WO2009151835A1 (en) | Magnetic ranging and controlled earth borehole drilling | |
| CN103375140A (zh) | 径向水平井定向装置及其操作方法 | |
| CN105064919A (zh) | 超短半径径向侧钻水平井方法 | |
| CN206246059U (zh) | 一种机械导向钻井工具 | |
| CN112081548A (zh) | 自主通过的管状井下穿梭机 | |
| BR112014010989B1 (pt) | "método e aparelho para estimular um reservatório" | |
| CN109057707A (zh) | 一种仿生地鼠智能掘进系统 | |
| CN106639876B (zh) | 辐射孔导向钻进设备及工艺 | |
| RU2703064C1 (ru) | Способ повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти и система для его осуществления | |
| CN109138840A (zh) | 一种简易型石油地下钻井及套管装置 | |
| CN104563867A (zh) | 重力控制式旋转导向工具 | |
| RU156918U1 (ru) | Буровая установка | |
| CN105358795B (zh) | 井下设备、系统和方法 | |
| CN202866772U (zh) | 喷砂割缝射孔工具 | |
| US20240254836A1 (en) | Apparatus for forming lateral bores in subsurface rock formations,wellbore string and methods | |
| CN202596577U (zh) | 径向水平井定向装置 | |
| CN108868583A (zh) | 一种钻进机构及旋挖钻机 | |
| CN109281615A (zh) | 预置工具的径向水力喷射射孔管柱 | |
| CN203906408U (zh) | 射流泵组件及具有其的试油测试用井下管柱组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150610 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |