CN117328826A - 管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法，涉及油田钻井领域。管路防掉井装置包括：导管筒组件、牵引滑块组件、大弹簧、夹紧锁合组件和锁管筒组件。所述牵引滑块组件滑动连接于所述导管筒组件上，所述大弹簧套接于所述导管筒组件下端。当遇到断管时，管路先脱离牵引滑块组件，在大弹簧的弹力作用下，夹紧锁合组件沿锁管筒组件内壁的斜坡面向下滑动，夹紧锁合组件夹紧断开的管路，减少管路掉井的情况发生，该管路防掉井装置使用的弹簧直接套设在导管筒组件上，采用的弹簧规格较大，能够提供较大的弹力，通过弹力配合外壁锥形面的夹紧锁合组件提供稳定的夹紧力，减少因弹力不足导致管路意外脱落的情况发生。

Description

管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法

技术领域

本申请涉及油田钻井技术领域，具体而言，涉及管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法。

背景技术

连续油管设备在油田作业时，由于输送管路的注入头的夹持不稳等原因，容易造成管路掉井，掉井的管路处理较为困难，管路防掉井设备使用在管路出现掉井时，断管经过时，自动锁紧管路，以此减少管路掉井的情况发生。

相关技术中管路防掉井装置的内筒和外筒相对固定，当断管不接触滑块时，通过弹簧推动卡瓦夹紧管路，但是管路防掉井装置中的弹簧布置于内筒两侧的拉杆上，受空间限制弹簧的规格受限，无法使用弹力较大的弹簧，容易出现弹簧对管路的夹紧力不足。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法，所述管路防掉井装置使用的弹簧直接套设在导管筒上，采用的弹簧规格较大，能够提供较大的弹力，通过弹力配合外壁锥形面的锁合块提供稳定的夹紧力，减少因弹力不足导致管路意外脱落的情况发生。

第一方面，本申请实施例提供一种管路防掉井装置，包括：导管筒组件、牵引滑块组件、大弹簧、夹紧锁合组件和锁管筒组件。

所述牵引滑块组件滑动连接于所述导管筒组件上，所述大弹簧套接于所述导管筒组件下端，所述牵引滑块组件的拉动端固定连接于所述夹紧锁合组件上端，所述大弹簧两端分别压紧于所述导管筒组件和所述夹紧锁合组件上端，所述夹紧锁合组件能够自动打开，所述夹紧锁合组件能够插入所述锁管筒组件内部，管路穿过所述导管筒组件、所述夹紧锁合组件和所述锁管筒组件，所述夹紧锁合组件能够在所述锁管筒组件内壁的斜坡面引导下进行合拢夹紧管路。

根据本申请的一些实施例，所述导管筒组件包括导管筒、引导板和限位环，所述导管筒两侧均开设有滑槽，所述引导板固定连接于所述导管筒外壁，且所述引导板位于所述滑槽两侧，所述引导板上倾斜开设有引导槽，所述引导槽下端向远离所述导管筒的方向倾斜，所述牵引滑块组件能够穿过所述滑槽延伸入所述导管筒内，所述牵引滑块组件能够沿所述引导槽滑动，所述牵引滑块组件能够收回至所述滑槽内，所述限位环固定套接于所述导管筒上，所述大弹簧一端压紧于所述限位环。

根据本申请的一些实施例，所述牵引滑块组件包括滑块件、换向杆和第一牵引绳，所述滑块件能够穿过所述滑槽延伸入所述导管筒内，所述滑块件两侧滑动连接于所述引导槽，所述滑块件能够收回至所述滑槽内，所述换向杆固定连接于所述引导板的上端，所述第一牵引绳一端固定连接于所述滑块件上端，所述第一牵引绳另一端绕过所述换向杆后固定连接于所述夹紧锁合组件上端。

根据本申请的一些实施例，所述滑块件包括滑块、第一导向杆和第二导向杆，所述滑块的内侧开设有平面斜坡，所述平面斜坡能够伸入所述导管筒内，所述滑块上端的外侧开设有第一容绳槽，所述第一导向杆固定贯穿于所述滑块上端的外侧，所述第一导向杆穿过所述第一容绳槽，所述第一牵引绳套接于所述第一导向杆，所述第一牵引绳位于所述第一容绳槽内，所述第二导向杆固定贯穿于所述滑块下端的外侧，所述第一导向杆和所述第二导向杆延伸出所述滑块的两端滑动连接于所述引导槽，所述滑块的所述平面斜坡收回至所述滑槽内。

根据本申请的一些实施例，所述夹紧锁合组件包括限位框架、第一锁合件、第二锁合件、解压小弹簧和橡胶垫，所述第一锁合件和所述第二锁合件设置于所述限位框架之间，所述第一锁合件和所述第二锁合件之间滑动连接，所述解压小弹簧设置于所述第一锁合件和所述第二锁合件之间，所述橡胶垫固定连接于所述第一锁合件和所述第二锁合件的内壁。

根据本申请的一些实施例，所述限位框架包括上环形限位板、下环形限位板和连接杆，所述上环形限位板和所述下环形限位板之间通过所述连接杆进行固定连接，所述上环形限位板内壁的上侧设置有斜坡导向口，所述第一锁合件和所述第二锁合件安装于所述上环形限位板和所述下环形限位板之间。

根据本申请的一些实施例，所述第一锁合件包括第一锁合块、滑杆和第一限位块，所述第一锁合块的外壁设置有第一锥形斜坡，所述滑杆固定连接于所述第一锁合块内壁的两侧，所述滑杆滑动连接于所述第二锁合件，所述第一限位块固定连接于所述滑杆端部，所述第一限位块位于所述第二锁合件内部，所述第二锁合件能够挡住所述第一限位块，所述橡胶垫固定连接于所述第一锁合块内壁的弧形面内，所述第一锁合块内壁的弧形面上开设有第一限位槽，其中一个所述连接杆滑动连接于所述第一限位槽内。

根据本申请的一些实施例，所述第二锁合件包括第二锁合块，所述第二锁合块的外壁设置有第二锥形斜坡，所述第二锁合块内壁的两侧开设有第一导向孔，所述第一导向孔靠近所述第二锁合块外壁位置设置有容置槽，所述滑杆滑动连接于所述第一导向孔，所述第一限位块位于所述容置槽内，所述第一导向孔能够挡住所述第一限位块，所述第二锁合块内壁的弧形面内固定连接有所述橡胶垫，所述第二锁合块内壁的弧形面内开设有第二限位槽，另一个所述连接杆滑动连接于所述第二限位槽内。

根据本申请的一些实施例，所述锁管筒组件包括锁管筒和环形导向板，所述锁管筒内壁由上至下依次设置有大直径孔、过渡斜坡孔和小直径孔，所述过渡斜坡孔的内壁设置为锥形斜坡面，所述第一锁合块的所述第一锥形斜坡和所述第二锁合块的所述第二锥形斜坡分别沿所述过渡斜坡孔的锥形斜坡面滑动，所述环形导向板固定连接于所述小直径孔内部的上端，所述下环形限位板下侧固定连接有限位杆，所述限位杆滑动贯穿于所述环形导向板，所述限位杆底端固定连接有第二限位块，所述环形导向板能够挡住所述第二限位块。

根据本申请的一些实施例，所述滑块下端的外侧开设有第二容绳槽，所述第二导向杆穿过所述第二容绳槽，所述第二导向杆上套接有第二牵引绳，所述第二牵引绳位于所述第二容绳槽内，所述引导板下端之间转动连接有导向辊，所述导向辊包括辊体和转轴，所述转轴固定连接于所述辊体两端，所述转轴转动连接于所述引导板，所述辊体上开设有第一导绳槽和第二导绳槽，所述第一牵引绳安置于所述第一导绳槽内，所述第二牵引绳安置于所述第二导绳槽内，并且第二牵引绳绕过所述辊体，所述第二牵引绳绕过所述辊体后再穿过所述导管筒顶部。

第二方面，本申请实施例还提供一种超短半径水平井完井方法，利用所述的管路防掉井装置辅助管路输送，包括以下步骤：

S1：锚定导斜器；通过锚定导斜器，固定开窗方向和深度，下导斜器工具组合：导斜器+定向接头+管路，管路通过所述管路防掉井装置辅助输送；使用陀螺定位仪和磁性定位器测试方位和校对深度，然后用水泥车将导斜器打压座封；

S2：套管开窗；在井口安装旋转密封器，先正循环冲洗，后反循环开窗；进尺后完成开窗，在洗出铁屑及岩屑后起出钻具；

S3：造斜钻进；加装井口密封器，在管柱下至预定深度时，校正指重表，重新定位，使造斜钻具与导斜器重合，方位与实测方位重合；钻井到达预定靶点；继续钻进0.5m，完成斜井段造斜；造斜后，循环一小时返出岩屑，然后起钻；下入多点测斜仪测量井底斜度；在造斜段内下入导向弯管并打压座封；

S4：水力喷射；水力喷射采用高压喷射破岩机理施工水平井段，喷射过程中产生的岩屑随循环液返出地面；在无进尺的情况下采取加砂喷射，利用高射速的压裂砂撞击岩层；

S5：水平钻进；采取反循环方式钻进以及缓慢进尺的钻进方式，通过荧光鉴定含油砂岩；钻具在泥岩盖层被打穿后重新进入油层，完井。

本申请的有益效果是：使用时，管路穿过导管筒组件、夹紧锁合组件和锁管筒组件，管路穿过导管筒组件时，牵引滑块组件的拉动夹紧锁合组件上端，使夹紧锁合组件沿锁管筒组件内壁的斜坡面向上滑动，夹紧锁合组件自动打开，解除对管路的压紧，当遇到断管时，管路先脱离牵引滑块组件，在大弹簧的弹力作用下，夹紧锁合组件沿锁管筒组件内壁的斜坡面向下滑动，夹紧锁合组件夹紧断开的管路，减少管路掉井的情况发生，该管路防掉井装置使用的弹簧直接套设在导管筒组件上，采用的弹簧规格较大，能够提供较大的弹力，通过弹力配合外壁锥形面的夹紧锁合组件提供稳定的夹紧力，减少因弹力不足导致管路意外脱落的情况发生。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是根据本申请实施例的管路防掉井装置的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的导管筒组件的立体结构示意图；

图3是根据本申请实施例的牵引滑块组件的立体结构示意图；

图4是根据本申请实施例的滑块件的立体结构示意图；

图5是根据本申请实施例图3中A处放大的立体结构示意图；

图6是根据本申请实施例的夹紧锁合组件的立体结构示意图；

图7是根据本申请实施例的限位框架的立体结构示意图；

图8是根据本申请实施例的第一锁合件的立体结构示意图；

图9是根据本申请实施例的第二锁合件的立体结构示意图；

图10是根据本申请实施例的锁管筒组件的立体结构示意图；

图11是根据本申请实施例的导向辊的立体结构示意图。

图标：100-导管筒组件；110-导管筒；120-滑槽；130-引导板；140-引导槽；150-限位环；200-牵引滑块组件；210-滑块件；211-滑块；212-平面斜坡；213-第一容绳槽；214-第一导向杆；215-第二导向杆；216-第二容绳槽；220-换向杆；230-第一牵引绳；240-导向辊；241-辊体；242-转轴；243-第一导绳槽；244-第二导绳槽；250-第二牵引绳；300-大弹簧；400-夹紧锁合组件；410-限位框架；411-上环形限位板；412-下环形限位板；413-连接杆；414-斜坡导向口；415-限位杆；416-第二限位块；420-第一锁合件；421-第一锁合块；422-第一锥形斜坡；423-滑杆；424-第一限位块；425-第一限位槽；430-第二锁合件；431-第二锁合块；432-第二锥形斜坡；433-第一导向孔；434-容置槽；435-第二限位槽；440-解压小弹簧；450-橡胶垫；500-锁管筒组件；510-锁管筒；520-大直径孔；530-过渡斜坡孔；540-小直径孔；550-环形导向板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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他实施方式，都属于本申请保护的范围。

下面参考附图描根据本申请实施例的管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法。

请参阅图1至图11，本申请实施例提供一种管路防掉井装置，包括：导管筒组件100、牵引滑块组件200、大弹簧300、夹紧锁合组件400和锁管筒组件500。

牵引滑块组件200滑动连接于导管筒组件100上，大弹簧300套接于导管筒组件100下端，牵引滑块组件200的拉动端固定连接于夹紧锁合组件400上端，大弹簧300两端分别压紧于导管筒组件100和夹紧锁合组件400上端，夹紧锁合组件400能够自动打开，夹紧锁合组件400能够插入锁管筒组件500内部，管路穿过导管筒组件100、夹紧锁合组件400和锁管筒组件500，夹紧锁合组件400能够在锁管筒组件500内壁的斜坡面引导下进行合拢夹紧管路。使用时，管路穿过导管筒组件100、夹紧锁合组件400和锁管筒组件500，管路穿过导管筒组件100时，牵引滑块组件200的拉动夹紧锁合组件400上端，使夹紧锁合组件400沿锁管筒组件500内壁的斜坡面向上滑动，夹紧锁合组件400自动打开，解除对管路的压紧，当遇到断管时，管路先脱离牵引滑块组件200，在大弹簧300的弹力作用下，夹紧锁合组件400沿锁管筒组件500内壁的斜坡面向下滑动，夹紧锁合组件400夹紧断开的管路，减少管路掉井的情况发生，该管路防掉井装置使用的弹簧直接套设在导管筒组件100上，采用的弹簧规格较大，能够提供较大的弹力，通过弹力配合外壁锥形面的夹紧锁合组件400提供稳定的夹紧力，减少因弹力不足导致管路意外脱落的情况发生。

请参阅图1至图2，导管筒组件100包括导管筒110、引导板130和限位环150，导管筒110两侧均开设有滑槽120，引导板130固定连接于导管筒110外壁，且引导板130位于滑槽120两侧，引导板130上倾斜开设有引导槽140，引导槽140下端向远离导管筒110的方向倾斜，牵引滑块组件200能够穿过滑槽120延伸入导管筒110内，牵引滑块组件200能够沿引导槽140滑动，牵引滑块组件200能够收回至滑槽120内，限位环150固定套接于导管筒110上，大弹簧300一端压紧于限位环150。

请参阅图1至图3，牵引滑块组件200包括滑块件210、换向杆220和第一牵引绳230，滑块件210能够穿过滑槽120延伸入导管筒110内，滑块件210两侧滑动连接于引导槽140，滑块件210能够收回至滑槽120内，换向杆220固定连接于引导板130的上端，第一牵引绳230一端固定连接于滑块件210上端，第一牵引绳230另一端绕过换向杆220后固定连接于夹紧锁合组件400上端。

请参阅图1至图5，滑块件210包括滑块211、第一导向杆214和第二导向杆215，滑块211的内侧开设有平面斜坡212，平面斜坡212能够伸入导管筒110内，滑块211上端的外侧开设有第一容绳槽213，第一导向杆214固定贯穿于滑块211上端的外侧，第一导向杆214穿过第一容绳槽213，第一牵引绳230套接于第一导向杆214，第一牵引绳230位于第一容绳槽213内，第二导向杆215固定贯穿于滑块211下端的外侧，第一导向杆214和第二导向杆215延伸出滑块211的两端滑动连接于引导槽140，滑块211的平面斜坡212收回至滑槽120内。管路穿过导管筒110时，滑块211上的第一导向杆214和第二导向杆215沿引导板130上的引导槽140向下滑动，滑块211的平面斜坡212受倾斜的引导槽140引导逐渐收回滑槽120内，滑块211拉动第一牵引绳230，第一牵引绳230另一端绕过换向杆220后拉住夹紧锁合组件400，大弹簧300被压缩弹力增加，管路穿过导管筒110后滑块211接触导管筒110，向上的运动被限制，大弹簧300运动被限制。反之，当遇到断管时，管路先脱离滑块211，在大弹簧300弹力作用下，滑块211沿引导槽140向上滑动，夹紧锁合组件400压入锁管筒组件500，受锁管筒组件500内壁的斜坡面限制，夹紧锁合组件400合拢夹紧断开的管路，减少管路掉井的情况发生。

请参阅图1至图6，夹紧锁合组件400包括限位框架410、第一锁合件420、第二锁合件430、解压小弹簧440和橡胶垫450，第一锁合件420和第二锁合件430设置于限位框架410之间，第一锁合件420和第二锁合件430之间滑动连接，解压小弹簧440设置于第一锁合件420和第二锁合件430之间，橡胶垫450固定连接于第一锁合件420和第二锁合件430的内壁。

请参阅图1至图7，限位框架410包括上环形限位板411、下环形限位板412和连接杆413，上环形限位板411和下环形限位板412之间通过连接杆413进行固定连接，上环形限位板411内壁的上侧设置有斜坡导向口414，第一锁合件420和第二锁合件430安装于上环形限位板411和下环形限位板412之间。

请参阅图1至图8，第一锁合件420包括第一锁合块421、滑杆423和第一限位块424，第一锁合块421的外壁设置有第一锥形斜坡422，滑杆423固定连接于第一锁合块421内壁的两侧，滑杆423滑动连接于第二锁合件430，第一限位块424固定连接于滑杆423端部，第一限位块424位于第二锁合件430内部，第二锁合件430能够挡住第一限位块424，橡胶垫450固定连接于第一锁合块421内壁的弧形面内，第一锁合块421内壁的弧形面上开设有第一限位槽425，其中一个连接杆413滑动连接于第一限位槽425内。

请参阅图1至图9，第二锁合件430包括第二锁合块431，第二锁合块431的外壁设置有第二锥形斜坡432，第二锁合块431内壁的两侧开设有第一导向孔433，第一导向孔433靠近第二锁合块431外壁位置设置有容置槽434，滑杆423滑动连接于第一导向孔433，第一限位块424位于容置槽434内，第一导向孔433能够挡住第一限位块424，第二锁合块431内壁的弧形面内固定连接有橡胶垫450，第二锁合块431内壁的弧形面内开设有第二限位槽435，另一个连接杆413滑动连接于第二限位槽435内。第一牵引绳230拉住上环形限位板411，上环形限位板411、下环形限位板412和连接杆413同步运动，上环形限位板411和下环形限位板412带动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒组件500内壁的斜坡面向上运动，此时，第一锁合块421和第二锁合块431在解压小弹簧440的弹力作用下，滑杆423沿第一导向孔433滑动，第一锁合块421和第二锁合块431相互分开，通过第一限位块424的限制，减少第一锁合块421和第二锁合块431完全分离的情况发生，便于第一锁合块421和第二锁合块431相对的压紧管路，减少第一锁合块421和第二锁合块431夹紧管路出现错位和卡顿的情况发生，管路通过上环形限位板411上的斜坡导向口414引导穿过上环形限位板411，再经过第一锁合块421和第二锁合块431之间，其后穿过下环形限位板412，当遇到断管时，在大弹簧300弹力作用下推动上环形限位板411向下运动，进而推动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒组件500内壁的斜坡面向下运动，第一锁合块421和第二锁合块431相互靠近，第一锁合块421和第二锁合块431通过内部的橡胶垫450夹紧管路，由于橡胶垫450的静摩擦系数在0.9左右，而第一锁合块421和第二锁合块431外壁的摩擦力在0.12-0.2，管路和橡胶垫450之间的静摩擦力大，减少二者之间滑动，在管路重力的作用下也带动第一锁合块421和第二锁合块431存在向下运动的趋势，第一锁合块421和第二锁合块431对管路的压紧形成单向自锁，进一步稳定住管路，减少管路滑脱的情况发生，并且上环形限位板411和下环形限位板412限制第一锁合块421和第二锁合块431上下方向运动，连接杆413配合连为一体的第一锁合块421和第二锁合块431，限制第一锁合块421和第二锁合块431旋转运动，便于稳定住管路，减少管路在夹紧时出现旋转。

请参阅图1至图10，锁管筒组件500包括锁管筒510和环形导向板550，锁管筒510内壁由上至下依次设置有大直径孔520、过渡斜坡孔530和小直径孔540，过渡斜坡孔530的内壁设置为锥形斜坡面，第一锁合块421的第一锥形斜坡422和第二锁合块431的第二锥形斜坡432分别沿过渡斜坡孔530的锥形斜坡面滑动，环形导向板550固定连接于小直径孔540内部的上端，下环形限位板412下侧固定连接有限位杆415，限位杆415滑动贯穿于环形导向板550，限位杆415底端固定连接有第二限位块416，环形导向板550能够挡住第二限位块416。第一牵引绳230拉住上环形限位板411，上环形限位板411、下环形限位板412和连接杆413同步运动，上环形限位板411和下环形限位板412带动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒510内壁过渡斜坡孔530的锥形斜坡面向上运动，当遇到断管时，在大弹簧300弹力作用下推动上环形限位板411向下运动，进而推动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒510内壁过渡斜坡孔530的锥形斜坡面向下运动，限位框架410运动时，限位杆415沿环形导向板550的运动，减少限位框架410运动时出现倾斜，进而便于稳定住第一锁合块421和第二锁合块431，减少第一锁合块421和第二锁合块431沿过渡斜坡孔530的锥形斜坡面运动时，出现倾斜，导致夹紧管路出现，夹紧面积减少的情况发生。

请参阅图1至图11，相关技术中管路防掉井装置中通过滑块的运动带动夹紧锁合组件运动，但是滑块的内侧面为平面斜坡，减少接触管路的面积，该种情况下，如果使用管路直接推动滑块，外力的一部分会形成对滑块的压力，另一部分才会形成推动滑块运动的推力，并且由于采用了大弹簧进一步会增加管路的推力，外力直接作用于管路生根也不便，因此如何减少管路穿过导管筒需要的外力成为需要解决的技术问题。

在本实例中，滑块211下端的外侧开设有第二容绳槽216，第二导向杆215穿过第二容绳槽216，第二导向杆215上套接有第二牵引绳250，第二牵引绳250位于第二容绳槽216内，引导板130下端之间转动连接有导向辊240，导向辊240包括辊体241和转轴242，转轴242固定连接于辊体241两端，转轴242转动连接于引导板130，辊体241上开设有第一导绳槽243和第二导绳槽244，第一牵引绳230安置于第一导绳槽243内，第二牵引绳250安置于第二导绳槽244内，并且第二牵引绳250绕过辊体241，第二牵引绳250绕过辊体241后再穿过导管筒110顶部。管路穿过导管筒110时，通过绞盘牵引第二牵引绳250，第二牵引绳250通过导向辊240转向，牵引住第二导向杆215，第一导向杆214和第二导向杆215沿引导板130上的引导槽140向下滑动，滑块211经第一导向杆214和第二导向杆215引导向下运动，滑块211拉动第一牵引绳230，打开第一锁合块421和第二锁合块431，使管路能够顺利穿过导管筒110以及第一锁合块421和第二锁合块431之间，滑块211的运动由第二牵引绳250牵引，减少管路穿过导管筒110需要的外力，通过该种方式，管路未直接推动滑块，滑块直接由第二牵引绳250牵引，减少外力的分力产生，便于拉动滑块211，也便于克服大弹簧的弹力。

本申请实施例还提供一种超短半径水平井完井方法，利用的管路防掉井装置辅助管路输送，包括以下步骤：

S1：锚定导斜器；通过锚定导斜器，固定开窗方向和深度，下导斜器工具组合：导斜器+定向接头+管路，管路通过管路防掉井装置辅助输送；使用陀螺定位仪和磁性定位器测试方位和校对深度，然后用水泥车将导斜器打压座封；

S2：套管开窗；在井口安装旋转密封器，先正循环冲洗，后反循环开窗；进尺后完成开窗，在洗出铁屑及岩屑后起出钻具；

S3：造斜钻进；加装井口密封器，在管柱下至预定深度时，校正指重表，重新定位，使造斜钻具与导斜器重合，方位与实测方位重合；钻井到达预定靶点；继续钻进0.5m，完成斜井段造斜；造斜后，循环一小时返出岩屑，然后起钻；下入多点测斜仪测量井底斜度；在造斜段内下入导向弯管并打压座封；

S4：水力喷射；水力喷射采用高压喷射破岩机理施工水平井段，喷射过程中产生的岩屑随循环液返出地面；在无进尺的情况下采取加砂喷射，利用高射速的压裂砂撞击岩层；

S5：水平钻进；水平钻进的工具组合由改造后的三牙轮钻头、水平钻头体、导向管、柔性钻杆组成；采取反循环方式钻进以及缓慢进尺的钻进方式，通过荧光鉴定含油砂岩；钻具在泥岩盖层被打穿后重新进入油层，完井。

该超短半径水平井完井方法的造斜管柱沿套管开窗口斜向进入地层，造斜角度由导向管割缝宽度和钻压来控制。造斜段完成后，井斜角度即可达到90°，造斜钻进完成后提出井内造斜工具，水平钻进时的工具组合由改造后的三牙轮钻头、水平钻头体、导向管、柔性钻杆等组成。在水平钻进的同时，导向管同步跟进，通过导向管可在水平钻进时对前进的方向进行控制和调整；同时，导向管对其内部的柔性钻杆起保护作用，对钻孔道起支撑作用，保持钻孔道畅通。

具体的，该管路防掉井装置及超短半径水平井完井方法的工作原理：管路穿过导管筒110时，滑块211上的第一导向杆214和第二导向杆215沿引导板130上的引导槽140向下滑动，滑块211的平面斜坡212受倾斜的引导槽140引导逐渐收回滑槽120内，滑块211拉动第一牵引绳230，第一牵引绳230另一端绕过换向杆220后拉住上环形限位板411，上环形限位板411、下环形限位板412和连接杆413同步运动，大弹簧300被压缩弹力增加，上环形限位板411和下环形限位板412带动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒510内壁过渡斜坡孔530的锥形斜坡面向上运动，此时，第一锁合块421和第二锁合块431在解压小弹簧440的弹力作用下，滑杆423沿第一导向孔433滑动，第一锁合块421和第二锁合块431相互分开，便于管路穿过第一锁合块421和第二锁合块431。管路通过上环形限位板411上的斜坡导向口414引导穿过上环形限位板411，再经过第一锁合块421和第二锁合块431之间，其后穿过下环形限位板412，管路穿过后滑块211接触导管筒110，向上的运动被限制，大弹簧300运动被限制，减少管路正常输送时，第一锁合块421和第二锁合块431夹紧管路的情况发生。反之，当遇到断管时，管路先脱离滑块211，在大弹簧300弹力作用下推动上环形限位板411向下运动，滑块211沿引导槽140向上滑动，进而推动第一锁合块421和第二锁合块431沿锁管筒510内壁过渡斜坡孔530的锥形斜坡面向下运动，第一锁合块421和第二锁合块431相互靠近，第一锁合块421和第二锁合块431通过内部的橡胶垫450夹紧管路，由于橡胶垫450的静摩擦系数在0.9左右，而第一锁合块421和第二锁合块431外壁的摩擦力在0.12-0.2，管路和橡胶垫450之间的静摩擦力大，减少二者之间滑动，在管路重力的作用下也带动第一锁合块421和第二锁合块431存在向下运动的趋势，第一锁合块421和第二锁合块431对管路的压紧形成单向自锁，进一步稳定住管路，减少管路滑脱的情况发生，减少管路掉井的情况发生。该管路防掉井装置使用的弹簧直接套设在导管筒110上，采用的弹簧规格较大，能够提供较大的弹力，通过弹力配合外壁锥形面的第一锁合块421和第二锁合块431提供稳定的夹紧力，减少因弹力不足导致管路意外脱落的情况发生。

通过第一限位块424的限制，减少第一锁合块421和第二锁合块431完全分离的情况发生，便于第一锁合块421和第二锁合块431相对的压紧管路，减少第一锁合块421和第二锁合块431夹紧管路出现错位和卡顿的情况发生。上环形限位板411和下环形限位板412限制第一锁合块421和第二锁合块431上下方向运动，连接杆413配合连为一体的第一锁合块421和第二锁合块431，限制第一锁合块421和第二锁合块431旋转运动，便于稳定住管路，减少管路在夹紧时出现旋转，限位框架410运动时，限位杆415沿环形导向板550的运动，减少限位框架410运动时出现倾斜，进而便于稳定住第一锁合块421和第二锁合块431，减少第一锁合块421和第二锁合块431沿过渡斜坡孔530的锥形斜坡面运动时，出现倾斜，导致夹紧管路出现，夹紧面积减少的情况发生。

管路穿过导管筒110时，通过绞盘牵引第二牵引绳250，第二牵引绳250通过导向辊240转向，牵引住第二导向杆215，第一导向杆214和第二导向杆215沿引导板130上的引导槽140向下滑动，滑块211经第一导向杆214和第二导向杆215引导向下运动，滑块211拉动第一牵引绳230，打开第一锁合块421和第二锁合块431，使管路能够顺利穿过导管筒110以及第一锁合块421和第二锁合块431之间，滑块211的运动由第二牵引绳250牵引，减少管路穿过导管筒110需要的外力，通过该种方式，管路未直接推动滑块，滑块直接由第二牵引绳250牵引，减少外力的分力产生，便于拉动滑块211，也便于克服大弹簧的弹力。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.管路防掉井装置，其特征在于，包括：

导管筒组件；

牵引滑块组件，所述牵引滑块组件滑动连接于所述导管筒组件上；

大弹簧，所述大弹簧套接于所述导管筒组件下端；

夹紧锁合组件，所述牵引滑块组件的拉动端固定连接于所述夹紧锁合组件上端，所述大弹簧两端分别压紧于所述导管筒组件和所述夹紧锁合组件上端，所述夹紧锁合组件能够自动打开；

锁管筒组件，所述夹紧锁合组件能够插入所述锁管筒组件内部，管路穿过所述导管筒组件、所述夹紧锁合组件和所述锁管筒组件，所述夹紧锁合组件能够在所述锁管筒组件内壁的斜坡面引导下进行合拢夹紧管路。

2.根据权利要求1所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述导管筒组件包括导管筒、引导板和限位环，所述导管筒两侧均开设有滑槽，所述引导板固定连接于所述导管筒外壁，且所述引导板位于所述滑槽两侧，所述引导板上倾斜开设有引导槽，所述引导槽下端向远离所述导管筒的方向倾斜，所述牵引滑块组件能够穿过所述滑槽延伸入所述导管筒内，所述牵引滑块组件能够沿所述引导槽滑动，所述牵引滑块组件能够收回至所述滑槽内，所述限位环固定套接于所述导管筒上，所述大弹簧一端压紧于所述限位环。

3.根据权利要求2所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述牵引滑块组件包括滑块件、换向杆和第一牵引绳，所述滑块件能够穿过所述滑槽延伸入所述导管筒内，所述滑块件两侧滑动连接于所述引导槽，所述滑块件能够收回至所述滑槽内，所述换向杆固定连接于所述引导板的上端，所述第一牵引绳一端固定连接于所述滑块件上端，所述第一牵引绳另一端绕过所述换向杆后固定连接于所述夹紧锁合组件上端。

4.根据权利要求3所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述滑块件包括滑块、第一导向杆和第二导向杆，所述滑块的内侧开设有平面斜坡，所述平面斜坡能够伸入所述导管筒内，所述滑块上端的外侧开设有第一容绳槽，所述第一导向杆固定贯穿于所述滑块上端的外侧，所述第一导向杆穿过所述第一容绳槽，所述第一牵引绳套接于所述第一导向杆，所述第一牵引绳位于所述第一容绳槽内，所述第二导向杆固定贯穿于所述滑块下端的外侧，所述第一导向杆和所述第二导向杆延伸出所述滑块的两端滑动连接于所述引导槽，所述滑块的所述平面斜坡收回至所述滑槽内。

5.根据权利要求3所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述夹紧锁合组件包括限位框架、第一锁合件、第二锁合件、解压小弹簧和橡胶垫，所述第一锁合件和所述第二锁合件设置于所述限位框架之间，所述第一锁合件和所述第二锁合件之间滑动连接，所述解压小弹簧设置于所述第一锁合件和所述第二锁合件之间，所述橡胶垫固定连接于所述第一锁合件和所述第二锁合件的内壁。

6.根据权利要求5所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述限位框架包括上环形限位板、下环形限位板和连接杆，所述上环形限位板和所述下环形限位板之间通过所述连接杆进行固定连接，所述上环形限位板内壁的上侧设置有斜坡导向口，所述第一锁合件和所述第二锁合件安装于所述上环形限位板和所述下环形限位板之间。

7.根据权利要求6所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述第一锁合件包括第一锁合块、滑杆和第一限位块，所述第一锁合块的外壁设置有第一锥形斜坡，所述滑杆固定连接于所述第一锁合块内壁的两侧，所述滑杆滑动连接于所述第二锁合件，所述第一限位块固定连接于所述滑杆端部，所述第一限位块位于所述第二锁合件内部，所述第二锁合件能够挡住所述第一限位块，所述橡胶垫固定连接于所述第一锁合块内壁的弧形面内，所述第一锁合块内壁的弧形面上开设有第一限位槽，其中一个所述连接杆滑动连接于所述第一限位槽内。

8.根据权利要求7所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述第二锁合件包括第二锁合块，所述第二锁合块的外壁设置有第二锥形斜坡，所述第二锁合块内壁的两侧开设有第一导向孔，所述第一导向孔靠近所述第二锁合块外壁位置设置有容置槽，所述滑杆滑动连接于所述第一导向孔，所述第一限位块位于所述容置槽内，所述第一导向孔能够挡住所述第一限位块，所述第二锁合块内壁的弧形面内固定连接有所述橡胶垫，所述第二锁合块内壁的弧形面内开设有第二限位槽，另一个所述连接杆滑动连接于所述第二限位槽内。

9.根据权利要求8所述的管路防掉井装置，其特征在于，所述锁管筒组件包括锁管筒和环形导向板，所述锁管筒内壁由上至下依次设置有大直径孔、过渡斜坡孔和小直径孔，所述过渡斜坡孔的内壁设置为锥形斜坡面，所述第一锁合块的所述第一锥形斜坡和所述第二锁合块的所述第二锥形斜坡分别沿所述过渡斜坡孔的锥形斜坡面滑动，所述环形导向板固定连接于所述小直径孔内部的上端，所述下环形限位板下侧固定连接有限位杆，所述限位杆滑动贯穿于所述环形导向板，所述限位杆底端固定连接有第二限位块，所述环形导向板能够挡住所述第二限位块。

10.超短半径水平井完井方法，利用权利要求1至9任意一项所述的管路防掉井装置辅助管路输送，其特征在于，包括以下步骤：

S1：锚定导斜器；通过锚定导斜器，固定开窗方向和深度，下导斜器工具组合：导斜器+定向接头+管路，管路通过所述管路防掉井装置辅助输送；使用陀螺定位仪和磁性定位器测试方位和校对深度，然后用水泥车将导斜器打压座封；

S2：套管开窗；在井口安装旋转密封器，先正循环冲洗，后反循环开窗；进尺后完成开窗，在洗出铁屑及岩屑后起出钻具；

S3：造斜钻进；加装井口密封器，在管柱下至预定深度时，校正指重表，重新定位，使造斜钻具与导斜器重合，方位与实测方位重合；钻井到达预定靶点；继续钻进0.5m，完成斜井段造斜；造斜后，循环一小时返出岩屑，然后起钻；下入多点测斜仪测量井底斜度；在造斜段内下入导向弯管并打压座封；

S4：水力喷射；水力喷射采用高压喷射破岩机理施工水平井段，喷射过程中产生的岩屑随循环液返出地面；在无进尺的情况下采取加砂喷射，利用高射速的压裂砂撞击岩层；

S5：水平钻进；采取反循环方式钻进以及缓慢进尺的钻进方式，通过荧光鉴定含油砂岩；钻具在泥岩盖层被打穿后重新进入油层，完井。