CN104989308B - 大斜度井径向射流开窗引导装置及开窗引导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大斜度井径向射流开窗引导装置，包括密封筒(10)和对接座(11)，密封筒内从上至下设置有上接头(2)、连接管(6)、下接头(7)，上接头、连接管、下接头、对接座均设置有贯通孔，贯通孔内设置有中心管(1)、连接在中心管下端的万向节(8)以及连接在万向节下端的钻头(9)，中心管通过剪钉(5)与上接头固定连接，对接座伸入密封筒部分的上端设置有向下延伸的下对接引导槽(12)，下接头的外壁设置有可插入下对接引导槽的连接块(13)，上接头上端设置有向下延伸的上对接引导槽(14)。本发明解决了在大斜度井中由于万向节及开窗钻头无法进入导向器而无法开窗的问题。本发明还公开了一种应用上述装置的开窗引导方法。
Description
技术领域
本发明属于钻井的技术领域，具体涉及一种大斜度井径向射流开窗引导装置及开窗引导方法。
背景技术
对于老油田、边际油田、低渗透油气藏和煤气层的开发，径向射流技术是常用的一种低成本高收益的增产措施，该技术所涉及的工艺管柱可在井筒内完成由垂直向水平方向的转向，从而实现水平径向钻孔。该工艺一般包括三趟工艺管柱：第一趟是通过油管串将锚定器和导向器下入井中；第二趟是通过连续油管或小直径管连接万向节及开窗钻头下入目的层位，并对油藏套管进行开窗；第三趟是通过连续油管或小直径管下入高压喷射管柱对地层进行径向射流钻孔。
第二趟管柱由于万向节自由度较大，易弯曲，万向节在大斜度井下入过程中易发生弯曲，导致万向节和钻头无法下入到位，甚至造成井下事故。现有径向射流技术未使用开窗引导装置，最大开窗井斜不超过30o，无法应用于大斜度定向井。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种大斜度井径向射流开窗引导装置及开窗引导方法，其解决了在大斜度井中由于万向节及开窗钻头无法进入导向器而无法开窗的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种大斜度井径向射流开窗引导装置，包括密封筒和限位连接在密封筒下端的对接座，所述密封筒内从上至下设置有依次固定连接的上接头、连接管、下接头，所述上接头、连接管、下接头、对接座均设置有贯通孔，贯通孔内设置有中心管、连接在中心管下端的万向节以及连接在万向节下端的钻头，所述中心管通过剪钉与上接头固定连接，所述对接座伸入密封筒部分的上端设置有向下延伸的下对接引导槽，所述下接头的外壁设置有可插入下对接引导槽的连接块，所述上接头上端设置有向下延伸的上对接引导槽。
其中，所述密封筒下部内壁设置有限位台阶，所述对接座上部外壁设置有与限位台阶配合的凸台。
其中，所述密封筒与上接头之间设置有外密封圈，和/或，所述上接头与中心管之间设置有内密封圈。
其中，所述对接座设置有至少两个下对接引导槽，下对接引导槽的上端成V形扩口，相邻下对接引导槽的V形扩口顶部汇合。
其中，所述连接块下端设有斜向切面，该切面与轴向方向的夹角成30°－45°。
其中，所述上接头设置有至少两个上对接引导槽，上对接引导槽的上端成V形扩口，相邻上对接引导槽的V形扩口顶部汇合。
其中，所述中心管中部形成轴肩，中心管下段的直径大于上段的直径，所述上接头内壁设置有对轴肩进行限位的限位凸台。
其中，所述上接头沿径向设置有与剪钉配合的剪钉孔，剪钉孔为台阶孔。
其中，所述中心管沿径向设置有与剪钉配合的剪钉孔，剪钉孔为通孔。
提供一种采用如上所述的大斜度井径向射流开窗引导装置进行的开窗引导的方法，包括如下步骤：
S1、下第一趟外管柱：通过具有锚定功能的油管柱将密封筒和对接座下入，对接座下端连接导向器，校深、测方位，根据校深、测方位结果调整管柱位置、方位到合格；
S2、下第二趟开窗管柱：通过连续油管依次连接开窗马达、中心管、万向节和钻头，外部依次安装上接头、剪钉、连接管和下接头，从生产油管内腔下入，液压马达与上接头上的上对接引导槽锁定，通过下接头上的连接块与对接座上的下对接引导槽配合锁定；通过外管柱加压，中心管受到向下的作用力，剪钉被剪断，中心管串释放；启动液压马达，中心管、万向节和钻头随液压马达转轴一起高速旋转，随着连续油管的下放，万向节和钻头进入导向器内进行开窗作业。
本发明具有下述的有益效果：
1)将容易弯曲的万向节等零件安装在刚性的管套内下入到位，解决了在大斜度井内万向节和开窗钻头难以下入开窗导向器的问题。
2)利用剪切销钉固定和液压剪切销钉的方式实现了万向节和钻头无阻碍进入到开窗导向器内，从而解决了在大斜度井中由于万向节及开窗钻头无法进入导向器而无法开窗的难题。
3)在上接头、下接头和对接座都设有引导对接结构，保证上下管柱的顺利对接，从而实现了上接头、连接管和下接头在中心管高速旋转时保持固定状态,不会随之转动。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是大斜度井径向射流开窗引导装置的结构示意图。
图2是上接头的剖视图。
图3是图2的A－A向的剖视图。
图4是对接座的剖视图。
图5是图4的B－B向的剖视图。
图6是下接头的部分剖视图。
图7是图6的左视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图7所示，本发明所述的大斜度井径向射流开窗引导装置，包括密封筒10和限位连接在密封筒10下端的对接座11，所述密封筒10下部内壁设置有限位台阶，限位台阶可由扩径形成，所述对接座11上部外壁设置有与限位台阶配合的凸台。所述密封筒10内从上至下设置有依次固定连接的上接头2、连接管6、下接头7，所述上接头2、连接管6、下接头7、对接座11均设置有贯通孔，贯通孔内设置有中心管1、连接在中心管1下端的万向节8以及连接在万向节8下端的钻头9。
所述对接座11伸入密封筒10部分的上端设置有向下延伸的下对接引导槽12，所述下接头7的外壁设置有可插入下对接引导槽12的连接块13。所述对接座11设置有两个对称分布的下对接引导槽12，下对接引导槽12的上端成V形扩口，相邻下对接引导槽12的V形扩口顶部汇合。下接头7外沿设有两个对称分布的连接块13，所述连接块13下端设有斜向切面，该切面与轴向方向的夹角成30°，V形扩口和斜向切面的设置，便于连接块13顺利地进入到下对接引导槽12内，实现下接头7和对接座11的对接锁定并传递扭矩。
所述上接头2上端设置有两个向下延伸的上对接引导槽14。上对接引导槽14与下对接引导槽12设置的方式相同，同样的，上对接引导槽14的上端成V形扩口，相邻上对接引导槽14的V形扩口顶部汇合。
所述中心管1通过剪钉5与上接头2固定连接，可通过生产油管加液压剪断剪钉，实现中心管柱的释放。所述上接头2沿径向设置有与剪钉5配合的剪钉孔，对应的，所述中心管1沿径向设置有与剪钉5配合的螺纹剪钉孔，所述剪钉5尾部设有螺纹，剪钉5经上接头2上的剪钉孔旋入中心管1的螺纹剪钉孔，实现上接头2与中心管1紧固连接。上接头2上的剪钉孔为台阶孔，台阶孔对剪钉5的安装进行限位。中心管1上的剪钉孔为通孔，当剪钉5剪断后，便于剪钉5剪断部分的拆卸。
所述密封筒10与上接头2之间设置有外密封圈3，所述上接头2与中心管1之间设置有内密封圈4，外密封圈3、内密封圈4均为O型圈。在密封筒10内部具有缩径密封面，在上接头2和中心管1外部设有O型圈槽。外密封圈3装在上接头2的O型圈槽内，与密封筒10内部的密封面形成密封；内密封圈4装在中心管1的O型圈槽内，与上接头2内部的密封面形成密封。
所述中心管1中部形成轴肩，中心管1下段的直径大于上段的直径，所述上接头2内壁设置有对轴肩进行限位的限位凸台，限位凸台和轴肩配合限位，当起出中心管1时，可实现上接头2随中心管1一同起出。
一种采用如上所述的大斜度井径向射流开窗引导装置进行的开窗引导的方法，包括如下步骤：
S1、下第一趟外管柱：通过具有锚定功能的油管柱将密封筒10和对接座11下入，对接座11下端连接导向器，校深、测方位，根据校深、测方位结果调整管柱位置、方位到合格；
S2、下第二趟开窗管柱：通过连续油管依次连接开窗马达、中心管1、万向节8和钻头9，外部依次安装上接头2、剪钉5、连接管6和下接头7，从生产油管内腔下入，液压马达外套设有与下接头7相似的外部连接块，通过连接块与上接头2上的上对接引导槽的锁定，防止上接头2、连接管6和下接头7随中心管串一同旋转，有效避免了磨损。同理，通过下接头7外部的连接块与对接座11上的下对接引导槽配合，达到上接头2、连接管6和下接头7锁定的目的，下接头7上下部端面与对接座11内部台阶接触，实现整个内部管柱的限位。通过外管柱加压，中心管1受到向下的作用力，剪钉5被剪断，中心管串释放；启动液压马达，中心管1、万向节8和钻头9随马达转轴一起高速旋转，随着连续油管的下放，万向节8和钻头9进入导向器内进行开窗作业。
开窗完成后，将开窗管柱起出，连续油管连接软管和喷头等井下工具下入外管柱内，完成径向喷射作业。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，所述大斜度井径向射流开窗引导装置，包括密封筒(10)和限位连接在密封筒(10)下端的对接座(11)，所述密封筒(10)内从上至下设置有依次固定连接的上接头(2)、连接管(6)、下接头(7)，所述上接头(2)、连接管(6)、下接头(7)、对接座(11)均设置有贯通孔，贯通孔内设置有中心管(1)、连接在中心管(1)下端的万向节(8)以及连接在万向节(8)下端的钻头(9)，所述中心管(1)通过剪钉(5)与上接头(2)固定连接，所述对接座(11)伸入密封筒(10)部分的上端设置有向下延伸的下对接引导槽(12)，所述下接头(7)的外壁设置有可插入下对接引导槽(12)的连接块(13)，所述上接头(2)上端设置有向下延伸的上对接引导槽(14)，所述方法包括如下步骤：
S1、下第一趟外管柱：通过具有锚定功能的油管柱将密封筒(10)和对接座(11)下入，对接座(11)下端连接导向器，校深、测方位，根据校深、测方位结果调整管柱位置、方位到合格；
S2、下第二趟开窗管柱：通过连续油管依次连接开窗马达、中心管(1)、万向节(8)和钻头(9)，外部依次安装上接头(2)、剪钉(5)、连接管(6)和下接头(7)，从生产油管内腔下入，液压马达与上接头(2)上的上对接引导槽(14)锁定，通过下接头(7)上的连接块(13)与对接座(11)上的下对接引导槽(12)配合锁定；通过外管柱加压，中心管(1)受到向下的作用力，剪钉(5)被剪断，中心管串释放；启动液压马达，中心管(1)、万向节(8)和钻头(9)随液压马达转轴一起高速旋转，随着连续油管的下放，万向节(8)和钻头(9)进入导向器内进行开窗作业。
2.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述密封筒(10)下部内壁设置有限位台阶，所述对接座(11)上部外壁设置有与限位台阶配合的凸台。
3.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述密封筒(10)与上接头(2)之间设置有外密封圈(3)，和/或，所述上接头(2)与中心管(1)之间设置有内密封圈(4)。
4.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述对接座(11)设置有至少两个下对接引导槽(12)，下对接引导槽(12)的上端成V形扩口，相邻下对接引导槽(12)的V形扩口顶部汇合。
5.根据权利要求4所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述连接块(13)下端设有斜向切面，该切面与轴向方向的夹角成30°－45°。
6.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述上接头(2)设置有至少两个上对接引导槽(14)，上对接引导槽(14)的上端成V形扩口，相邻上对接引导槽(14)的V形扩口顶部汇合。
7.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述中心管(1)中部形成轴肩，中心管(1)下段的直径大于上段的直径，所述上接头(2)内壁设置有对轴肩进行限位的限位凸台。
8.根据权利要求1所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述上接头(2)沿径向设置有与剪钉(5)配合的剪钉孔，剪钉孔为台阶孔。
9.根据权利要求8所述的采用大斜度井径向射流开窗引导装置进行开窗引导的方法，其特征在于：所述中心管(1)沿径向设置有与剪钉(5)配合的剪钉孔，剪钉孔为通孔。
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