CN202348191U - 一趟钻开窗侧钻工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一趟钻开窗侧钻工具，自上而下依次包括铣锥、导流管、导斜器、坐封本体、上卡瓦、上椎体、胶筒、下椎体、下卡瓦、活塞、液缸、坐封球以及球座引鞋，其中，铣锥上设置有定向键且铣锥的下端与导斜器的上端通过连接剪断螺钉连接，导斜器的下端与坐封本体通过连接销连接；导流管的上端嵌合在铣锥下端，导流管的下端与坐封本体通过导流管剪销连接；活塞与液缸通过活塞剪销固定；液缸以及球座引鞋之间设置有用于存储工作过程中自由落下的导流管的加长油管，坐封球置于球座引鞋的球座上。采用本实用新型的一趟钻开窗侧钻工具能够实现一次下井完成锚定、封隔、开窗、修窗以及近距离钻进。
Description
技术领域
本实用新型属于地球物理勘探技术，特别涉及应用于油气井套管内的一种一趟钻开窗侧钻工具。
背景技术
开窗侧钻技术，通过在主井眼中开窗侧钻，可以将主井眼边沿的更多油层开采出来，从而提高油井的利用效率和油藏的开采率。开窗侧钻技术有效地开发了油藏的潜力，使以前被认为是不能经济开采的油藏得到充分高效的开采，因此，多侧向钻完井技术的应用有着很大的发展前途。
然而，目前国内开窗侧钻施工中，开窗侧钻工艺大多是先锚定，再下导斜器，然后再开窗修窗，需要多次起下钻作业，很大程度上制约着侧钻速度的提高。同时由于锚定系统不牢固，侧钻过程中经常发生下滑或转动，造成开窗失败或方位偏移，增加了下步钻进的难度。此外，封隔系统密封不好，经常导致侧钻或开采过程中漏失，影响侧钻作业和开采效益。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够实现一次下井完成锚定、封隔、开窗、修窗以及近距离钻进的一趟钻开窗侧钻工具。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种一趟钻开窗侧钻工具，自上而下依次包括铣锥、导流管、导斜器、坐封本体、上卡瓦、上椎体、胶筒、下椎体、下卡瓦、活塞、液缸、坐封球以及球座引鞋，其中，所述铣锥上设置有定向键且所述铣锥的下端与所述导斜器的上端通过连接剪断螺钉连接，所述导斜器的下端与所述坐封本体通过连接销连接；能够自由下落的所述导流管的上端嵌合在所述铣锥下端，所述导流管的下端与所述坐封本体通过所述导流管剪销连接；所述坐封本体的下端与所述液缸螺纹连接；所述活塞与所述液缸通过活塞剪销固定，当液缸处的压力增大到活塞剪销能承受的最大压力时将活塞剪销剪断，活塞可以移动；所述液缸以及球座引鞋之间设置有用于存储工作过程中自由落下的所述导流管的加长油管，所述加长油管的上端以及下端分别与所述液缸以及球座引鞋螺纹连接，所述坐封球置于所述球座引鞋的球座上。
优选的，使用铣锥替代了现有技术中的送入工具，所述铣锥能够完成起始铣鞋、开窗铣鞋和钻柱铣鞋的工作，将开窗、修窗及近距离钻进一次在一次下井作业中完成。同时所述铣锥上的定向键能够起到定向的作用，确保开窗方位精确。
所述铣锥的下端与所述导斜器的上端之间卡有限制所述铣锥的下放行程的限位块。所述限位块能有效地避免所述连接剪断螺钉剪断后，铣锥挤入所述导斜器内而导致的上提力增大的问题。
所述导流管的下端与所述坐封本体之间设置有定位筒以及导流管卡簧，在工作过程中，剪断所述连接剪断螺钉和导流管剪销后，所述导流管会在自重的作用下下落到所述加长油管内，省去了磨铣所述导流管的过程，有效地提高了开窗速度。
所述坐封本体与上锥体之间设置有防止管柱上下移动或转动的上单向锁紧环和上防转键；所述下锥体与所述坐封本体之间对称设置有下单向锁紧环和下防转键。
所述导流管与所述铣锥之间、所述定位筒与所述坐封本体之间、所述导流管与坐封本体之间以及活塞与液缸之间均设置有密封件，有效地保证了本实用新型的结构的密封性。
优选的，所述上卡瓦的数目不少于三个，且所述上卡瓦沿所述坐封本体的圆周方向均匀地设置于所述上锥体的上端且所述上卡瓦的内侧与所述上锥体的锥面贴合；所述下卡瓦的数目不少于三个，且所述下卡瓦沿所述坐封本体的圆周方向均匀地设置于所述下锥体的下端且所述下卡瓦的内侧与所述下锥体的锥面贴合。由于所述液缸通过封隔器中心孔与所述坐封本体的内腔连通，从而实现液缸的联动，当液缸处的压力增大到所述活塞剪销能承受的最大压力时将活塞剪销剪断，此时，所述活塞可以移动，当受到所述活塞的推动时，所述下卡瓦张开并推动所述下锥体进而挤压所述胶筒，同时被推动的所述上锥体推动所述上卡瓦张开并卡在套管内壁上。
采用本实用新型结构的一趟钻开窗侧钻工具具有以下优点：
1、使用铣锥替代了现有技术中的送入工具，所述铣锥能够完成起始铣鞋、开窗铣鞋和钻柱铣鞋的工作，将开窗、修窗及近距离钻进一次在一次下井作业中完成。同时所述铣锥上的定向键能够起到定向的作用，确保开窗方位精确。
2、所述导流管的上端与铣锥密封连接，而下端则通过定位筒、导流管剪销、导流管卡簧与坐封本体的一端相连，在工作过程中，剪断连接剪断螺钉和导流管剪销后，所述导流管会在自重的作用下下落到加长油管内，省去了磨铣导流管的过程，有效地提高了开窗速度。
3、在所述铣锥与导斜器之间设置有限位块，剪断铣锥与导斜器相连的连接剪断螺钉和定位筒与导流管间连接的导流管剪销后，上提铣锥，限位块会在自身重力的作用下掉落，既有效地避免了连接剪断螺钉剪断后，铣锥挤入导斜器内而导致的上提力增大的问题又同时不会对铣锥在导流管落入加长油管后的正常工作造成影响。
4、本实用新型的一趟钻开窗侧钻工具不仅实现了一次起下钻完成锚定、封隔、开窗和修窗以及近距离钻进功能，而且其特具的上单向锁紧环以及上防转键等提供的多重防转、防卡死和多组密封件提供的密封结构，最大限度提高开窗侧钻安全性和效率、缩短了钻井周期、降低钻井成本。
附图说明
图1是本实用新型的一趟钻开窗侧钻工具的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构进行详细说明，如图1所示，1为铣锥，3为连接剪断螺钉，4为限位块，5为导流管，6为导斜器，7为定位筒，8为导流管剪销，9为连接销，10为卡簧，13为导流管卡簧，14为坐封本体，15为上卡瓦，16为上单向锁紧环，17为上防转键，18为上锥体，19为支撑环，20为胶筒，21为下锥体，22为下卡瓦，23为活塞，24为活塞剪销，25为螺钉，26为液缸，29为加长油管，30为球座引鞋，31为坐封球，32为防转块，33为定向键，34为封隔器中心孔。2为设置于导流管5与铣锥1之间的密封件，11为定位筒7与坐封本体14之间的密封件，12为导流管5与坐封本体14之间的密封件，27以及28为活塞23与液缸26之间的密封件。其中上卡瓦15、上锥体18、下锥体21、下卡瓦22、活塞23以及液缸26构成坐封机构。
确定开窗位置后，将本实用新型的一趟钻开窗侧钻工具下入到设计好的开窗的位置，从钻杆内下入测斜仪，测出定向键33的方位，确保定向键33位于要求的方位。开泵，钻井液通过导流管5进入，由于液缸26通过封隔器中心孔34与坐封本体14的内腔连通，从而实现液缸26的联动，当压力增大到活塞剪销24能承受的最大压力时将活塞剪销24剪断，活塞23向上移动，下卡瓦22张开并推动下锥体21向上运动，挤压胶筒20；同时上卡瓦15在上锥体18的推力作用下张开并卡在套管内壁上。当压力上升到预定压力时，停泵，稳压10分钟，若压力保持稳定，表明上卡瓦15、下卡瓦22以及胶筒20坐封完好，导斜器5固定成功。下放钻杆，剪断铣锥1与导斜器6相连的连接剪断螺钉3和定位筒7与导流管5间连接的导流管剪销8，上提铣锥1，此时导流管5在重力的作用下，落入加长油管29内，省去了磨铣导流管5的过程，有效地提高了开窗速度；设置于铣锥1与导斜器6之间的限位块4也会在自身重力的作用下掉落，既有效地避免了连接剪断螺钉3剪断后，铣锥1挤入导斜器6内而导致的上提力增大的问题又同时不会对铣锥1在导流管5落入加长油管29后的正常工作造成影响。而后，缓慢旋转和下放钻杆，先用低转速、低钻压初始磨进，磨到预定位置后可进行高转速、高钻压进行正式开窗作业，直至开窗侧钻全部结束。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种一趟钻开窗侧钻工具，自上而下依次包括铣锥(1)、导流管(5)、导斜器(6)、坐封本体(14)、上卡瓦(15)、上椎体(18)、胶筒(20)、下椎体(21)、下卡瓦(22)、活塞(23)、液缸(26)、坐封球(31)以及球座引鞋(30)，其特征在于：所述铣锥(1)上设置有定向键(33)且所述铣锥(1)的下端与所述导斜器(6)的上端通过连接剪断螺钉(3)连接，所述导斜器(6)的下端与所述坐封本体(14)通过连接销(9)连接；能够自由下落的所述导流管(5)的上端嵌合在所述铣锥(1)下端，所述导流管(5)的下端与所述坐封本体(14)通过所述导流管剪销(8)连接；所述坐封本体(14)的下端与所述液缸(26)螺纹连接；所述活塞(23)与所述液缸(26)通过活塞剪销(24)固定；所述液缸(26)以及球座引鞋(30)之间设置有用于存储工作过程中自由落下的所述导流管(5)的加长油管(29)，所述加长油管(29)的上端以及下端分别与所述液缸(26)以及球座引鞋(30)螺纹连接，所述坐封球(31)置于所述球座引鞋(30)的球座上。
2.根据权利要求1所述的一趟钻开窗侧钻工具，其特征在于：所述铣锥(1)的下端与所述导斜器(6)的上端之间卡有限制所述铣锥(1)的下放行程的限位块(4)。
3.根据权利要求1所述的一趟钻开窗侧钻工具，其特征在于：所述导流管(5)的下端与所述坐封本体(14)之间设置有定位筒(7)以及导流管卡簧(13)。
4.根据权利要求1所述的一趟钻开窗侧钻工具，其特征在于：所述上锥体(18)与所述坐封本体(14)之间设置有防止管柱上下移动或转动的上单向锁紧环(16)和上防转键(17)；所述下锥体(21)与所述坐封本体(14)之间对称设置有下单向锁紧环和下防转键。
5.根据权利要求1所述的一趟钻开窗侧钻工具，其特征在于：所述导流管(5)与所述铣锥(1)之间、所述定位筒(7)与所述坐封本体(14)之间、所述导流管(5)与坐封本体(14)之间以及活塞(23)与液缸(26)之间均设置有密封件。
6.根据权利要求1所述的一趟钻开窗侧钻工具，其特征在于：所述上卡瓦(15)的数目不少于三个，且所述上卡瓦(15)沿所述坐封本体(14)的圆周方向均匀地设置于所述上锥体(18)的上端且所述上卡瓦(15)的内侧与所述上锥体(18)的锥面贴合；所述下卡瓦(22)的数目不少于三个，且所述下卡瓦(22)沿所述坐封本体(14)的圆周方向均匀地设置于所述下锥体(21)的下端且所述下卡瓦(22)的内侧与所述下锥体(21)的锥面贴合。
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