CN114233230A - 可回收一体式开窗侧钻工具 - Google Patents

Abstract

一种可回收一体式开窗侧钻工具，包括依次连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，所述坐封锚定装置包括缸套，设在缸套内的锥形体、限位管和卡瓦；其特征是：所述锥形体外径上小下大，在缸套内下端固定有内设坐封卡沿的球座，在球座内设有坐封钢球，所述限位管下端与球座固定连接，限位管上部与锥形体通过细牙螺纹活动连接，使钻井液进入缸套内位于锥形体下方的环腔后能够推动锥形体上移；所述卡瓦分为多个纵向卡瓦和径向卡瓦，纵向卡瓦和径向卡瓦交替布置且分别通过剪切螺钉沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部。该工具工作效率高，能够在侧钻完井后实现全部回收，适用范围广，回收后经简单处理后便可重复使用，使用成本低。

Description

可回收一体式开窗侧钻工具

技术领域

本发明属于修井工具，特别涉及一种可回收一体式开窗侧钻工具。

背景技术

开窗侧钻工具包括用于在井内进行开窗侧钻的导斜器和铣锥。传统的开窗侧钻工具的导斜器和铣锥是两套独立的工具，为提高工作效率，公开号为CN102364029A和CN103195362 A均公开了一种一体式开窗侧钻工具。该一体式开窗侧钻工具将安装在传统的液压导斜器斜铁上的送入器换成了可以进行开窗磨铣作业的铣锥，就是将导斜器和铣锥组合在一起，只需一次起下钻便可完成导斜器固定和铣锥开窗及修窗作业，可大大提高工作效率，降低施工成本和劳动强度。

但上述一体式开窗侧钻工具在使用过程中由于坐封锚定装置内有上、下两个锥形体，它的上锥形体小头朝上、下锥形体小头朝下，因此在坐封后受压时上锥形体与其外缘均布的卡瓦越压越紧，确保坐封锚定装置不能向下移动；而在受拉时下锥形体与其外缘均布的卡瓦越拉越紧，保证坐封锚定装置不能向上移动；所以该一体式开窗侧钻工具一旦坐封就不能取出来，也就是不可回收，因此该侧钻工具只能用于普通开窗侧钻井，不能用于钻侧钻分支井和鱼骨井，对于侧钻分支井和鱼骨井若开窗侧钻工具不能回收或回收失败，就会造成侧钻分支井或鱼骨井无法完井，甚至造成原井报废。

随着低碳环保理念的深入，可以大幅度提高单井产量的侧钻分支井和鱼骨井越来越受到油田欢迎，而钻侧钻分支井和鱼骨井都要求开窗侧钻工具的导斜器可以回收，因此现有的一体式开窗侧钻工具已无法完全满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工作效率高，能够在侧钻完井后实现全部回收，适用范围广的可回收一体式开窗侧钻工具。

本发明的技术方案如下：

一种可回收一体式开窗侧钻工具，包括依次连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，所述坐封锚定装置包括缸套，设在缸套内的锥形体、限位管和卡瓦；其特殊之处是：所述锥形体为一个且外径上小下大，在缸套内下端固定有内设坐封卡沿的球座，在球座内设有坐封钢球，所述限位管下端与球座固定连接，限位管上部与锥形体通过细牙螺纹活动连接，使钻井液进入缸套内位于锥形体下方的环腔后能够推动锥形体上移；

所述卡瓦分为多个纵向卡瓦和径向卡瓦，纵向卡瓦和径向卡瓦交替布置且分别通过剪切螺钉沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部，用于在锥形体的推动下由缸套外壁伸出实现该坐封锚定装置的纵向和径向定位。

作为进一步优选，所述纵向卡瓦和径向卡瓦分别为二个且对称连接在锥形体外缘两侧。

作为进一步优选，所述纵向卡瓦和径向卡瓦的内壁为弧形锥面且与锥形体的外缘锥面相互配合。

作为进一步优选，在限位管外壁上圆周均布有多个分别沿其轴向布置的条形孔，用于将钻井液导入缸套内位于锥形体下方的环腔内。

作为进一步优选，在缸套内还设有射流管，射流管两端分别与导斜器斜铁和锥形体插接。

作为进一步优选，在所述铣锥上沿径向设有一个定位键，该定位键凸出铣锥内壁并与导斜器斜铁的斜面中心线对正；用于与确定导斜器斜铁斜面方位的测井仪上的键槽相匹配，以便于实现测井仪的定位。

作为进一步优选，所述铣锥压在导斜器斜铁的斜面上，导斜器斜铁的斜面上端与定位键分别位于铣锥的轴线两侧；在导斜器斜铁内设有连通铣锥内孔和坐封锚定装置内腔的导液管。

作为进一步优选，所述导斜器斜铁通过一个定位块卡在铣锥下部的弧形燕尾槽内，在定位块与铣锥之间设有紧固螺钉，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺钉。

作为进一步优选，在铣锥下端连接有铣锥头，在铣锥头上设有与铣锥内孔连通的喷嘴孔，所述导液管上端插入喷嘴孔内。

作为进一步优选，在铣锥上对应定位螺钉处沿径向设有副水孔，在定位螺钉上设有与副水孔连通的盲孔，在导斜器斜铁与铣锥未脱开时所述的定位螺钉将副水孔堵死，在导斜器斜铁与铣锥脱开时即定位螺钉被剪断后，所述的铣锥内孔通过副水孔和定位螺钉的盲孔与外部导通。

本发明的有益效果是：

1、由于在坐封锚定装置的缸套内只有一个锥形体，在锥形体外缘上部沿圆周方向均布连接有交替布置的纵向卡瓦和径向卡瓦，不仅比传统的一体式开窗侧钻工具节省了一个锥形体和一组卡瓦，简化了结构，降低了制造成本；而且通过纵向卡瓦和径向卡瓦在锥形体的推动下由缸套外壁伸出便可实现该坐封锚定装置的纵向和径向定位，使导斜器斜铁既不能转动也不能上下移动，坐封可靠，可以适用于各种井的开窗侧钻作业，适用范围广；只需一次起下钻便可完成导斜器斜铁固定和铣锥开窗及修窗作业，可大大提高工作效率。

2、由于在坐封锚定装置的缸套内只有一个锥形体且外径上小下大，因此当开窗侧钻完成后，通过打捞工具上提导斜器斜铁，便可通过缸套带动纵向卡瓦和径向卡瓦上行，同时通过球座强行推动限位管在锥形体内跳扣上行，从而使卡在井壁上的纵向卡瓦和径向卡瓦松动解卡，进而将该侧钻工具全部提出，可实现在侧钻完井作业后的全部回收，且回收后经简单处理后便可重复使用，使用成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图中：铣锥1，定位键2，定位螺钉3，定位块4，紧固螺钉5，铣锥头6，导液管7，导斜器斜铁8，射流管9，缸套10，纵向卡瓦11，剪切螺钉12，锥形体13，限位管14，密封圈15，球座16，坐封钢球17，径向卡瓦18。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图2所示，本发明涉及的一种可回收一体式开窗侧钻工具，包括依次连接的空心铣锥1、导斜器斜铁8和坐封锚定装置，在所述铣锥1上沿径向设有一个定位键2，该定位键2凸出铣锥1内壁并与导斜器斜铁8的斜面中心线对正；该定位键2与确定导斜器斜铁8斜面方位的测井仪上的键槽相匹配，以便于实现测井仪的定位。

所述铣锥1压在导斜器斜铁8的斜面上部，导斜器斜铁8的斜面上端与定位键2分别位于铣锥1的轴线两侧；在导斜器斜铁8内设有连通铣锥1内孔和坐封锚定装置内腔的导液管7。在导斜器斜铁8上部沿径向插入并焊接有一个定位块4，所述导斜器斜铁8通过定位块4卡在设置于铣锥1下部的弧形燕尾槽内，在定位块4与铣锥1之间沿铣锥1径向连接有紧固螺钉5，在导斜器斜铁8上端与铣锥1之间沿铣锥1径向连接有定位螺钉3。

在铣锥1上对应定位螺钉3处沿径向设有副水孔，在定位螺钉3上设有与副水孔连通的盲孔，在导斜器斜铁8与铣锥1未脱开时所述的定位螺钉3将副水孔堵死，在导斜器斜铁8与铣锥1脱开时即定位螺钉3被剪断后，所述的铣锥1内孔通过副水孔和定位螺钉3的盲孔与外部导通。

在铣锥1下端通过螺纹连接有铣锥头6，在铣锥头6上设有与铣锥内孔连通的喷嘴孔，所述导液管7上端由导斜器斜铁8的斜面上部伸出并插入喷嘴孔内。

所述的坐封锚定装置包括通过螺纹固接在导斜器斜铁8下端外缘的缸套10，在缸套10内设有射流管9、空心的锥形体13、限位管14和卡瓦，所述射流管9上端插入固定在导斜器斜铁8下端中心孔内，并与所述导液管7下端相互插接；射流管9下端与锥形体13的中心孔间隙配合插接，在射流管9与锥形体13之间以及在锥形体13下端与缸套10之间分别设有O型密封圈15；

所述锥形体13为一个且外径上小下大，在缸套10内下端固定密封焊接有内设锥形坐封卡沿的球座16，在球座16内通过坐封卡沿卡装有坐封钢球17，所述限位管14下端与球座16通过粗牙螺纹固定连接，限位管14上部与锥形体13内孔通过细牙锯齿状螺纹活动连接且限位管14上的锯齿形螺纹牙尖朝上，使钻井液进入缸套内位于锥形体13下方的环腔后能够推动锥形体13在限位管14上发生滑扣上移；在限位管14外壁上圆周均布有多个分别沿其轴向布置的条形孔141，用于将钻井液导入缸套内位于锥形体13下方的环腔内；

所述卡瓦分为多个纵向卡瓦11和径向卡瓦18，纵向卡瓦11和径向卡瓦18的内壁为弧形锥面且与锥形体13的外缘锥面相互配合，纵向卡瓦11和径向卡瓦18交替布置且分别通过剪切螺钉12沿圆周方向均布连接在锥形体13外缘上部，用于在锥形体13的推动下由缸套外壁伸出实现该导斜器的纵向和径向定位。本实施例中所述纵向卡瓦11和径向卡瓦18分别为二个且对称连接在锥形体13外缘两侧，在缸套10外壁上对应每个卡瓦处分别设有矩形开口，径向卡瓦18和纵向卡瓦11分别插入对应的矩形开口内，使径向卡瓦18和纵向卡瓦11在锥形体13的上移挤压下可由缸套10外壁伸出。

作业时，具体操作步骤如下：

1、将该可回收一体式开窗侧钻工具通过铣锥1与钻具连接并下到井内预定位置，需要定向的侧钻井直接下测井仪，测井仪引子的键槽坐在定位键2上开始定向操作，完成导斜器斜铁8方位摆放后取出测井仪，通过钻具连接方钻杆或顶驱即可开泵打压。

2、开泵打压后，高压钻井液依次通过钻具内孔进入铣锥1、导液管7、射流管9和限位管14内孔到达球座16内腔，推动坐封钢球17堵在坐封卡沿1上将球座16内孔堵死即开始憋压，使钻具内充满高压钻井液；坐封时钻井液通过条形孔进入锥形体13和球座16之间，推动锥形体13与限位管14发生“滑扣”上移，最终锥形体13将剪切螺钉12剪断并将径向卡瓦18和纵向卡瓦10挤出缸套后卡到井壁上实现坐封；当泵压达到预定值时，停泵稳压30秒。

3、泄压后正转钻具，钻具带动铣锥1旋转将紧固螺钉5和定位螺钉3剪断，从而打开副水孔，同时弧形燕尾槽脱离定位块4；继续旋转钻具，导液管14在铣锥喷嘴孔出口处被拧断而使喷嘴孔自然形成铣锥1喷嘴，此时导斜器斜铁15和铣锥1完全脱开，便可重新开泵循环钻井液，旋转钻具并施加钻压进行开窗侧钻。开窗过程中，一旦铣锥1喷嘴孔被地层或水泥憋堵，通过副水孔便会释放一部分钻井液，从而避免了憋泵。开窗完成后起钻提出铣锥1，然后下钻头便可进行侧钻后续作业。由于在开窗和侧钻全程中导斜器斜铁只受压力和扭力，通过径向卡瓦和纵向卡瓦卡在井壁上能够保证该导斜器的圆周方向和纵向位置固定不动，可以确保顺利完成侧钻。

4、开窗侧钻完成后，使用打捞工具打捞即可回收导斜器斜铁和坐封锚定装置。使用母锥在导斜器斜铁8上部造扣后上提，导斜器斜铁8拉动缸套10上行，缸套10通过球座16强行推动限位管14在锥形体13内发生“跳扣”而上行，同时缸套7带动纵向卡瓦11和径向卡瓦18上行，由于锥形体13小头在上，也就是纵向卡瓦11和径向卡瓦18向锥形体13小头上方滑动，从而使卡在井壁上的纵向卡瓦11和径向卡瓦18逐渐松动而实现解卡，解卡后便可将导斜器斜铁8连带坐封锚定装置全部提出，实现了导斜器的回收，回收后经简单处理后便可重复使用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种可回收一体式开窗侧钻工具，包括依次连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，所述坐封锚定装置包括缸套，设在缸套内的锥形体、限位管和卡瓦；其特征是：所述锥形体为一个且外径上小下大，在缸套内下端固定有内设坐封卡沿的球座，在球座内设有坐封钢球，所述限位管下端与球座固定连接，限位管上部与锥形体通过细牙螺纹活动连接，使钻井液进入缸套内位于锥形体下方的环腔后能够推动锥形体上移；

所述卡瓦分为多个纵向卡瓦和径向卡瓦，纵向卡瓦和径向卡瓦交替布置且分别通过剪切螺钉沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部，用于在锥形体的推动下由缸套外壁伸出实现该坐封锚定装置的纵向和径向定位。

2.根据权利要求1所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：所述纵向卡瓦和径向卡瓦分别为二个且对称连接在锥形体外缘两侧。

3.根据权利要求1或2所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：所述纵向卡瓦和径向卡瓦的内壁为弧形锥面且与锥形体的外缘锥面相互配合。

4.根据权利要求1所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：在限位管外壁上圆周均布有多个分别沿其轴向布置的条形孔，用于将钻井液导入缸套内位于锥形体下方的环腔内。

5.根据权利要求1所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：在缸套内还设有射流管，射流管两端分别与导斜器斜铁和锥形体插接。

6.根据权利要求1所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：在所述铣锥上沿径向设有一个定位键，该定位键凸出铣锥内壁并与导斜器斜铁的斜面中心线对正；用于与确定导斜器斜铁斜面方位的测井仪上的键槽相匹配，以便于实现测井仪的定位。

7.根据权利要求6所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：所述铣锥压在导斜器斜铁的斜面上，导斜器斜铁的斜面上端与定位键分别位于铣锥的轴线两侧；在导斜器斜铁内设有连通铣锥内孔和坐封锚定装置内腔的导液管。

8.根据权利要求7所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：所述导斜器斜铁通过一个定位块卡在铣锥下部的弧形燕尾槽内，在定位块与铣锥之间设有紧固螺钉，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺钉。

9.根据权利要求7所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：在铣锥下端连接有铣锥头，在铣锥头上设有与铣锥内孔连通的喷嘴孔，所述导液管上端插入喷嘴孔内。

10.根据权利要求8所述的可回收一体式开窗侧钻工具，其特征是：在铣锥上对应定位螺钉处沿径向设有副水孔，在定位螺钉上设有与副水孔连通的盲孔，在导斜器斜铁与铣锥未脱开时所述的定位螺钉将副水孔堵死，在导斜器斜铁与铣锥脱开时即定位螺钉被剪断后，所述的铣锥内孔通过副水孔和定位螺钉的盲孔与外部导通。

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