CN205477484U - 一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油钻井分支井技术领域，具体涉及一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，由上部钻具、定向仪器、定向专用启动阀、锁紧与解锁装置、螺杆钻具、钻头和裸眼斜向器依次串联连接组成，所述的裸眼斜向器包括导斜体、锚定筒和锚定爪，所述的锚定爪嵌装在锚定筒筒壁的通孔中，且锚定爪通过剪钉固定于设置在锚定筒内部的斜面体上，锚定筒的上端通过螺纹与导斜体相连接。工具串下入到预定位置，裸眼斜向器通过定向仪器定向后，定向专用启动阀打开，压力通过传压管线传至裸眼斜向器进行锚定，螺杆钻具解锁，钻头转动剪断剪切螺钉进行开窗侧钻。利用该种工具串的工艺方法可实现裸眼水平井一趟钻开窗侧钻，大大提高分支井钻井效率。

Description

一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串

技术领域

本实用新型属于石油钻井水平井技术领域，具体涉及一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串。

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，在裸眼水平井分支井钻井过程中，开窗侧钻是作业的关键一环，而一趟钻开窗侧钻可缩短钻井周期，降低钻井成本。

要想一趟钻实现开窗侧钻作业，需解决以下问题：裸眼水平段要求具有循环排沙功能；水平段不能利用投球的方式实现斜向器的座封；斜向器调整方位定向成功后，斜向器才能座封；斜向器座封后，钻头才能转动进行开窗侧钻；钻头与斜向器的连接方式；钻头与斜向器座封压力腔的压力传递方式等系列问题。因此，解决好以上问题成为能否实现裸眼水平井一趟钻开窗侧钻的关键所在。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种能够实现一次下井完成裸眼水平段循环排沙，斜向器定向锚定、座封，开窗及钻进的一趟钻开窗侧钻工具串，从而实现了一趟钻开窗侧钻作业，本实用新型提供的这种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，由上部钻具、定向仪器、定向专用启动阀、锁紧与解锁装置、螺杆钻具、钻头及裸眼斜向器依次串联连接组成，所述的裸眼斜向器包括导斜体、锚定筒和锚定爪，所述的锚定爪嵌装在锚定筒筒壁的通孔中，且锚定爪通过剪钉固定于设置在锚定筒内部的斜面体上，锚定筒的上端通过螺纹与导斜体底部相连接。

所述的导斜体顶部与钻头通过剪切螺钉连接。

所述的导斜体与钻头之间设置有传压管线。

所述的传压管线沿着导斜体背面轴向设置，传压管线连通钻头内腔与锚定筒内部的斜面体压力腔。

所述的定向仪器为MWD或LWD无线随钻测量仪器。

所述的定向专用启动阀包括接头，所述的接头包括自上而下顺次通过螺纹连接的具有中空圆筒结构的a接头、b接头、c接头、d接头，a接头和b接头的内部装有旋转啮合机构，所述的旋转啮合机构下部旋接旋转筒，c接头和d接头的内部下端均有环形凸台，旋转筒分别与c接头、d接头形成相通的空腔一和空腔二，所述的空腔一中装有竖直方向的下弹簧，d接头内部下端的环形凸台上开设有竖直贯穿该环形凸台的传压孔，a接头中部有一连通孔，连通孔贯穿a接头的管壁，与a接头中空连通，c接头的上部设置有一个旁通孔，旁通孔贯穿c接头的管壁。

所述的旋转啮合机构由管状的推力爪、定爪、旋转爪组成，推力爪、旋转爪一同安装在定爪内，推力爪位于旋转爪的上方，旋转爪与b接头形成密封腔，所述密封腔中装有竖直方向的上弹簧，定爪通过紧定螺钉和a接头下部相固定，推力抓外侧上端固定有活塞，旋转爪的下端与旋转筒连接。

所述的锁紧与解锁装置包括螺杆壳体和设置在螺杆壳体内部的螺杆钻具，螺杆壳体上部连接防掉筒，防掉筒的上部连接上接头，上接头与防掉筒内部安装有中芯筒，所述的中芯筒上部与上接头内部通过上花键副连接，中芯筒中部设置有止退卡簧，中芯筒中部与上接头通过剪钉固定，剪钉的剪断压力高于裸眼斜向器的座封压力，可防止中芯筒的轴向窜动，止退卡簧下方的上接头上设置有与止退卡簧啮合的止退台阶，上接头中部设置有连通孔，中芯筒下部与螺杆钻具通过下花键副连接，中芯筒与上接头之间、中芯筒与螺杆钻具之间均采用花键副连接，下花键副上方的中芯筒上设置有导流孔，止退卡簧和止退台阶脱开状态最大距离大于下花键副的长度。

所述的所述锚定爪为多组，2个锚定爪为一组，每一组中2个锚定爪沿锚定筒轴线对称分布，相邻两组锚定爪沿锚定筒轴线间隔布置并相互垂直，且锚定筒上沿锚定筒轴向依次分布多组锚定爪。

本实用新型提供的这种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串实施的具体工艺方法的实施步骤如下：

步骤一、循环排沙：将工具串下到预定开窗位置，开泵进行循环，钻井液通过上部钻具、定向仪器后从定向专用启动阀的旁通孔返出，将环空落沙返排出井口。

步骤二、裸眼斜向器定向：转动钻柱，调整裸眼斜向器导斜体的朝向，开泵，利用定向仪器上传定向数据，确定开窗位置，即完成裸眼斜向器的定向。

步骤三、裸眼斜向器座封：裸眼斜向器定向完成后，继续开、停泵，直至定向专用启动阀打开，开泵时，钻井液压力通过上部钻具、定向仪器、定向专用启动阀、锁紧与解锁装置、螺杆钻具、钻头、传压管线传至锚定筒内部的斜面体压力腔，压力升至座封压力时，锚定爪伸出，座封在井壁上，即完成裸眼斜向器的座封。

步骤四、螺杆钻具解锁：压力继续升至锁紧与解锁装置的解锁压力时，其剪钉剪断，螺杆钻具解锁，驱动钻头，剪断剪切螺钉和传压管线。

步骤五、开窗侧钻：按合理的开窗侧钻排量，驱动螺杆钻具和钻头沿导斜体进行开窗侧钻。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的定向仪器选用MWD或LWD等无线随钻测量仪器，而不采用陀螺仪，避免了陀螺仪无法到达水平段的缺点，无线随钻测量仪器可在水平段测量裸眼斜向器导斜体的朝向，确定开窗位置。

本实用新型采用的定向专用阀可保证裸眼斜向器导斜体找准朝向前，定向专用阀以下的工具串不会动作。

本实用新型采用的锁紧与解锁装置、螺杆钻具可保证裸眼斜向器座封前，螺杆钻具及钻头不会动作。

本实用新型的导斜体顶部与钻头通过剪切螺钉连接，可实现在水平段调整导斜体的朝向。

本实用新型的导斜体与钻头之间设置传压管线，可实现裸眼斜向器座封时所需的座封压力。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型工具串连接示意图。

图2为定向专用启动阀的总体结构示意图。

图3为螺杆钻具锁紧与解锁装置的结构示意图。

图中标记为：

1-上部钻具，2-定向仪器，3-定向专用启动阀，4-锁紧与解锁装置，5-螺杆钻具，6-钻头，7-传压管线，8-导斜体，9-锚定单元，10-锚定爪，11-旁通孔，12-剪切螺钉，13-a接头，14-b接头，15-c接头，16-d接头，17-旋转啮合机构，18-旋转筒，19-推力爪，20-定爪，21-旋转爪，22-下弹簧，23-传压孔，24-连通孔，25-上弹簧，26-螺杆壳体，27-连通孔，28-防掉筒，29-上接头，30-中芯筒，31-止退卡簧，32-导流孔。

具体实施方式

实施例1：

本实用新型提供了一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，如图1所示，由上部钻具1、定向仪器2、定向专用启动阀3、锁紧与解锁装置4、螺杆钻具5、钻头6及裸眼斜向器依次串联连接组成，所述的裸眼斜向器包括导斜体8、锚定筒9和锚定爪10，所述的锚定爪10嵌装在锚定筒9筒壁的通孔中，且锚定爪10通过剪钉固定于设置在锚定筒9内部的斜面体上，锚定筒9的上端通过螺纹与导斜体8相连接。所述的导斜体8的顶部与钻头6通过剪切螺钉12连接，采用这种连接结构可实现在水平段调整导斜体8的朝向。所述的导斜体8与钻头6之间设置有传压管线7，传压管线7沿着导斜体8背面轴向设置，传压管线7连通钻头6内腔与锚定筒9内部的斜面体压力腔，可实现裸眼斜向器座封时所需的座封压力。

一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串的具体工艺方法步骤如下：

步骤一、循环排沙

将工具串下到预定开窗位置，开泵进行循环，钻井液会通过上部钻具1、定向仪器2后从定向专用启动阀3的旁通孔11返出，将环空落沙返排出井口，达到清洗井眼的目的。在此过程中，裸眼斜向器不会座封，螺杆钻具5不会解锁，钻头6不会转动。

步骤二、裸眼斜向器定向

转动钻柱，调整裸眼斜向器导斜体8的朝向，开泵，利用定向仪器2上传定向数据，如导斜体8的朝向不符合开窗位置，继续转动钻柱调整导斜体8的朝向，直到定向仪器2上传的定向数据符合开窗位置的要求，即完成裸眼斜向器的定向。在此过程中，裸眼斜向器不会座封，螺杆钻具5不会解锁，钻头6不会转动。

步骤三、裸眼斜向器座封

裸眼斜向器定向完成后，继续开、停泵，直至定向专用启动阀3打开，开泵时，钻井液压力通过上部钻具1、定向仪器2、定向专用启动阀3、锁紧与解锁装置4、螺杆钻具5、钻头6、传压管线7传至锚定筒9内部的斜面体压力腔，压力升至座封压力时，锚定爪10伸出，座封在井壁上，即完成裸眼斜向器的座封。在此过程中，螺杆钻具5不会解锁，钻头6不会转动。

步骤四、螺杆钻具解锁

压力继续升至锁紧与解锁装置4的解锁压力时，其剪钉剪断，螺杆钻具5解锁，驱动钻头6，剪断剪切螺钉12和传压管线7。

步骤五、开窗侧钻

按合理的开窗侧钻排量，驱动螺杆钻具5和钻头6沿导斜体8进行开窗侧钻。

实施例2：

在实施例1的基础上，水平分支井井况复杂，特别是裸眼段易出现沉沙、井壁坍塌等情况，因此要求斜向器具有循环井眼通道的功能，保证井眼畅通与井壁的稳定性，使斜向器顺利下入。现有技术中对斜向器定向常用的定向方式有两种：第一种是采用陀螺仪定向：下入陀螺仪定向后，并起出陀螺仪，再投球堵住斜向器水眼，进行斜向器的座封锚定。该种方式存在以下问题：1、陀螺仪很难下放到预定位置；2、无法有效控制斜向器定向角度，造成定向偏差较大；3、工艺复杂，耗时费力。第二种是采用预置定向工具（如MWD）进行定向：MWD串联在斜向器上部。该种方式存在以下问题：1、如果采用斜向器中心孔循环钻井液，因MWD挡住了斜向器的投球通道，斜向器在循环、定向后无法采用投球方式完成锚定座封；2、如果采用旁通孔循环钻井液，不投球，控制排量剪断销钉实现斜向器的定向、座封，该种方式会出现斜向器定向未成功便完成座封的误动作。

本实用新型采用的定向仪器2为MWD或LWD无线随钻测量仪器，采用的定向专用启动阀3解决了现有技术中陀螺仪很难下放到预定位置，无法有效控制斜向器定向角度，定向偏差较大，工艺复杂，耗时费力，过程控制困难和斜向器定向未成功便完成座封的误动作的问题，如附图2所示，本实用新型所述的定向专用启动阀3包括接头，所述的接头包括自上而下顺次通过螺纹连接的具有中空圆筒结构的a接头13、b接头14、c接头15、d接头16，a接头13和b接头14的内部装有旋转啮合机构17，所述的旋转啮合机构17下部旋接旋转筒18，旋转筒18的中部设置有左旋螺旋槽，螺旋升角小于自锁角，螺旋圈数可调，c接头15和d接头16的内部下端均有环形凸台，旋转筒18分别与c接头15、d接头16形成相通的空腔一和空腔二，所述的空腔一中装有竖直方向的下弹簧22及与下弹簧22配合的支撑轴承、弹簧座和保持腔体内压力平衡的平衡活塞，c接头15内部下端的环形凸台下部设置有贯穿c接头15管壁的限位螺钉，所述的旋转筒18中部外壁上设置有与所述限位螺钉相适配的限位槽，限位螺钉与所述的旋转筒18左旋螺旋槽顶部啮合。d接头16内部下端的环形凸台上开设有竖直贯穿该环形凸台的传压孔23，a接头13中部有一连通孔24，连通孔24贯穿a接头13的管壁，与a接头13中空连通。

旋转啮合机构17通过紧定螺钉固定于a接头13中部内侧，旋转啮合机构17下部外侧与旋转筒18上部内侧通过花键副连接，旋转啮合机构旋转带动旋转筒18旋转，同时旋转筒18在下弹簧22作用下上行，平衡活塞也一同上行，直至旋转筒18的下端部与d接头16内台阶孔脱开，传压孔23打开，与此同时，连通孔24关闭，实现钻具内部压力通过传压孔23传递至斜向器座封。

旋转啮合机构由管状的推力爪19、定爪20、旋转爪21组成，推力爪19、旋转爪21一同安装在定爪20内，推力爪19位于旋转爪21的上方，旋转爪21与b接头14形成密封腔，所述密封腔中装有竖直方向的上弹簧25，定爪20通过紧定螺钉和a接头13下部相固定，推力抓外侧上端固定有活塞，旋转爪21的下端与旋转筒18连接。定爪20内孔下端为内花键结构，该内花键结构端部为锯齿状斜面结构，推力爪19下端为外花键结构，该外花键结构端部为三角形齿形结构，旋转爪21上端为外花键结构，外花键端部为锯齿状斜面结构，所述推力爪19下端的外花键结构固定在定爪20的内花键内，旋转爪21上端的外花键结构固定在定爪20内花键内，定爪20内花键与推力爪19、旋转爪21的外花键数量一致，定爪20锯齿状斜面结构与旋转爪21锯齿状斜面结构相同，定爪20、推力爪19与旋转爪21可实现旋转啮合，推力爪19旋转带动旋转爪21，动力推力爪19传递至旋转爪21，旋转爪21再通过外部花键副将动力传递至旋转筒18，实现动力自上而下的传输。

本实用新型所述的定向专用启动阀3连接在MWD与裸眼斜向器之间，之间设置有传压管线7，定向专用启动阀3在不同的阶段的具体工作如下：

1、开泵循环时

下钻至预定水平位置，由于钻井液经过钻具内孔、旋转爪21的旁通孔、环空时会产生一定的节流压差△p，上活塞在节流压差△p的作用下，带动推力爪19沿定爪20的内花键下行，直到上活塞的下端面顶住定爪20的上端面，推力爪19把旋转爪21顶出定爪20的内花键，上弹簧25被压缩，与此同时，在上弹簧25的弹簧力作用下旋转爪21的外花键与定爪20的内花键槽发生一定角度的错位，引起旋转爪21滑动正转，并通过花键副带动旋转筒18，在下弹簧22作用下旋转筒18顶住限位螺钉沿左旋螺旋槽上行一定距离，此时，旁通孔11处于开启状态，传压孔23处于关闭状态。

2、停泵时

在上弹簧25的回位弹簧力下，上弹簧25带动旋转爪21顶住推力爪19上行复位，在复位过程中，旋转爪21的外花键斜面齿会顶住定爪20的斜面齿产生滑动正转，使旋转爪21的外花键导引至定爪20的内花键槽内，与此同时，旋转爪21通过花键副带动旋转筒18继续沿左旋螺旋槽上行一定距离，此时，旁通孔11仍处于开启状态，传压孔23仍处于关闭状态。

3、裸眼斜向器定向时

裸眼斜向器定向时，需要多次调整裸眼斜向器的导斜面朝向，并进行数次开、停泵来传输MWD定向数据，在此过程中，每开、停泵一次，旋转爪21带动旋转筒18正转一个啮合齿数，本实用新型设置的一圈啮合齿数为6～10齿，即开、停泵6～10次，旋转筒18沿左旋螺旋槽上行一圈，螺旋槽圈数可调，裸眼斜向器定向完成时，旁通孔11仍处于开启状态，传压孔23仍处于关闭状态。

4、裸眼斜向器座封时，

只需进行数次开、停泵，旋转筒18沿左旋螺旋槽上行，直至脱离限位螺钉的束缚，并在下弹簧22的弹簧力作用下，上行至b接头14下端部，旁通孔11处于关闭状态，传压孔23因旋转筒18的上行，实现与旋转筒18内孔相通，处于开启状态，与此同时，钻井液通过传压孔23、传压管线7进入到裸眼斜向器内，立管压力会出现骤升，对裸眼斜向器进行打压，实现裸眼斜向器的座封。

这种定向专用启动阀3具有无需投球、无需控制排量变化，一趟钻实现斜向器的定向、座封，过程可通过远程遥控控制；作业完成后可回收，并能拆卸、重装后可重复使用。

实施例3：

在实施例1的基础上，裸眼斜向器连接于螺杆钻具下部，裸眼斜向器的完全锚定是开窗侧钻的前提，只有当裸眼斜向器完全锚定之后，螺杆钻具才能转动与裸眼斜向器脱离，并进行开窗侧钻，因此，裸眼斜向器完全锚定前，防止螺杆钻具转动成为整个一趟钻开窗侧钻成败的关键点，如附图3所示，本实用新型所述的锁紧与解锁装置4包括螺杆壳体26和设置在螺杆壳体26内部的螺杆钻具5，螺杆壳体26上部连接防掉筒28，防掉筒28的上部连接上接头29，上接头29与防掉筒28内部安装有中芯筒30，所述的中芯筒30上部与上接头29内部通过上花键副连接，中芯筒30中部设置有止退卡簧31，中芯筒30中部与上接头29通过剪钉固定，剪钉的剪断压力高于裸眼斜向器的座封压力，可防止中芯筒30的轴向窜动，止退卡簧31下方的上接头29上设置有与止退卡簧31啮合的止退台阶，上接头29中部设置有连通孔27，中芯筒30下部与螺杆钻具5通过下花键副连接，中芯筒30与上接头29之间、中芯筒30与螺杆钻具5之间均采用花键副连接，可防止螺杆钻具5周向转动，下花键副上方的中芯筒30上设置有导流孔32，止退卡簧31和止退台阶脱开状态最大距离大于下花键副的长度。在分支井钻井过程中，将螺杆钻具5及锁紧与解锁装置连接在裸眼斜向器的上部，钻井液通过中芯筒30的内孔经导流孔进入螺杆钻具5，传递至裸眼斜向器，当压力升到裸眼斜向器的座封压力后，裸眼斜向器完成座封，此时，螺杆钻具5与中芯筒30之间的下花键副以及中芯筒30与上接头29之间的上花键副均处于啮合状态，螺杆钻具5不会转动，处于锁紧状态；随着钻井液的继续加入，装置内压力继续升高，当压力升至剪钉剪断压力时，在压力的作用下，剪钉剪断，中芯筒30在压力的作用下下行，直到中芯筒30的止退卡簧与上接头29的止退台阶处于啮合状态，与此同时，定制螺杆与中芯筒30的下花键副处于脱开状态，螺杆钻具5处于解锁状态，螺杆钻具5在钻井液的驱动下进行转动，并释放螺杆钻具与裸眼斜向器固定连接点，进而实现开窗侧钻功能。

本实用新型所采用的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置有效解决了裸眼斜向器定向时开泵循环导致螺杆钻具5转动的问题，可防止中芯筒30轴向窜动以及螺杆钻具5的周向转动，保证钻井液能够顺利通过完成裸眼斜向器的座封，同时在裸眼斜向器锚定完成后，锁紧机构解锁，中芯筒30与定制螺杆的下花键副脱离，保证了裸眼斜向器完全座封后螺杆钻具5能够正常转动进行开窗侧钻，大大提高了水平井钻井效率。

实施例4

在水平井水平段钻井过程中，常常会钻遇泥岩层或煤层，此时需在裸眼水平段实施侧钻以寻找砂岩层，在裸眼水平井段实施侧钻，目前常用的方法是打水泥塞，用螺杆钻具滑动开窗侧钻，但在现场施工中经常因水泥塞质量差而导致侧钻周期延长甚至侧钻失败，大幅增加了作业成本，另一种在裸眼水平段实施侧钻的方法是依靠斜向器开窗侧钻，该方法工艺简单，费用相对较低，但是在技术上存在两个难点：

一是无法完成斜向器定向，表现为测斜仪无法下至水平段测斜短节内进行斜向器方位测定，若采用MWD定向，管柱内中心通道被MWD脉冲发生器阻挡，憋压钢球无法从井口投至斜向器下端球座上，不能憋压使斜向器锚定；二是常规斜向器的锚定卡瓦只适用于套管内锚定，在裸眼水平段无法有效锚定，不能用于裸眼水平井段侧钻。

为了克服现有技术中斜向器在裸眼水平段无法定向，锚定可靠性差的问题，本实用新型提供了一种专门针对裸眼水平段侧钻用斜向器，包括导斜体8、锚定筒9和锚定爪10，所述的锚定爪10嵌装在锚定筒9筒壁的通孔中，且锚定爪10通过剪钉固定于设置在锚定筒9内部的斜面体上，锚定筒9的上端通过螺纹与导斜体8底部相连接。通过采用定向专用启动阀3使这种水平井段侧钻用裸眼斜向器进行定向、锚定的操作简单，提高了水平井段侧钻的成功率，缩短了作业周期，降低了作业费用。

实施例5

在实施例4的基础上，所述的所述锚定爪10为多组，2个锚定爪10为一组，每一组中2个锚定爪10沿锚定筒9轴线对称分布，相邻两组锚定爪10沿锚定筒9轴线间隔布置并相互垂直，且锚定筒9上沿锚定筒9轴向依次分布多组锚定爪10。 本实用新型的这种结构可以使该斜向器在裸眼井段井壁不规则的情况下具有极好的锚定效果，同时增加了单个锚定爪的锚定力，避免在井壁不规则时，三个以上锚定爪锚定出现个别锚定爪锚定不实的情况，有效保证了工作的安全可靠性。所述的锚定爪10的形状是爪身是四棱柱形、爪顶是四棱锥形，锚定爪的这种结构可以更有效的深入刺入地层从而保持更大的锚定力，保证了工作的安全可靠性。

本实用新型的上述实施例，仅仅是为了清楚的说明本实用新型所做的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限制。

Claims (9)

1.一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：由上部钻具（1）、定向仪器（2）、定向专用启动阀（3）、锁紧与解锁装置（4）、螺杆钻具（5）、钻头（6）及裸眼斜向器依次串联连接组成，所述的裸眼斜向器包括导斜体（8）、锚定筒（9）和锚定爪（10），所述的锚定爪（10）嵌装在锚定筒（9）筒壁的通孔中，且锚定爪（10）通过剪钉固定于设置在锚定筒（9）内部的斜面体上，锚定筒（9）的上端通过螺纹与导斜体（8）底部相连接。

2.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的导斜体（8）顶部与钻头（6）通过剪切螺钉（12）连接。

3.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的导斜体（8）与钻头（6）之间设置有传压管线（7）。

4.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的定向仪器（2）为MWD或LWD无线随钻测量仪器。

5.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的定向专用启动阀（3）包括接头，所述的接头包括自上而下顺次通过螺纹连接的具有中空圆筒结构的a接头（13）、b接头（14）、c接头（15）、d接头（16），a接头（13）和b接头（14）的内部装有旋转啮合机构（17），所述的旋转啮合机构（17）下部旋接旋转筒（18），c接头（15）和d接头（16）的内部下端均有环形凸台，旋转筒（18）分别与c接头（15）、d接头（16）形成相通的空腔一和空腔二，所述的空腔一中装有竖直方向的下弹簧（22），d接头（16）内部下端的环形凸台上开设有竖直贯穿该环形凸台的传压孔（23），a接头（13）中部有一连通孔（24），连通孔（24）贯穿a接头（13）的管壁，与a接头（13）中空连通，c接头（15）的上部设置有一个旁通孔（11），旁通孔（11）贯穿c接头（15）的管壁。

6.根据权利要求5所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的旋转啮合机构（17）由管状的推力爪（19）、定爪（20）、旋转爪（21）组成，推力爪（19）、旋转爪（21）一同安装在定爪（20）内，推力爪（19）位于旋转爪（21）的上方，旋转爪（21）与b接头（14）形成密封腔，所述密封腔中装有竖直方向的上弹簧（25），定爪（20）通过紧定螺钉和a接头下部相固定，推力抓（19）外侧上端固定有活塞，旋转爪（21）的下端与旋转筒（18）连接。

7.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的锁紧与解锁装置（4）包括螺杆壳体（26）和设置在螺杆壳体（26）内部的螺杆钻具（5），螺杆壳体（26）上部连接防掉筒（28），防掉筒（28）的上部连接上接头（29），上接头（29）与防掉筒（28）内部安装有中芯筒（30），所述的中芯筒（30）上部与上接头（29）内部通过上花键副连接，中芯筒（30）中部设置有止退卡簧（31），中芯筒（30）中部与上接头（29）通过剪钉固定，剪钉的剪断压力高于裸眼斜向器的座封压力，可防止中芯筒（30）的轴向窜动，止退卡簧（31）下方的上接头（29）上设置有与止退卡簧（31）啮合的止退台阶，上接头（29）中部设置有连通孔（27），中芯筒（30）下部与螺杆钻具（5）通过下花键副连接，中芯筒（30）与上接头（29）之间、中芯筒（30）与螺杆钻具（5）之间均采用花键副连接，下花键副上方的中芯筒（30）上设置有导流孔（32），止退卡簧（31）和止退台阶脱开状态最大距离大于下花键副的长度。

8.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的锚定爪（10）为多组，2个锚定爪（10）为一组，每一组中2个锚定爪（10）沿锚定筒（9）轴线对称分布，相邻两组锚定爪（10）沿锚定筒（9）轴线间隔布置并相互垂直，且锚定筒（9）上沿锚定筒（9）轴向依次分布多组锚定爪（10）。

9.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井一趟钻开窗侧钻工具串，其特征在于：所述的锚定爪（10）是四棱柱形、爪顶是四棱锥形。