CN210289685U - 一种侧钻旋转导向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出侧钻旋转导向装置，涉及钻井技术领域，该侧钻旋转导向装置包括套管和导向管，套管竖直设置并具有上下贯通的工作腔，导向管与套管同轴设置并能转动地连接在套管的底端，在导向管和套管之间设置有限位机构，导向管具有顶端开口的安装腔，安装腔与工作腔相连通，导向管的侧壁具有开窗，开窗沿导向管的径向贯穿导向管的侧壁，安装腔内设置有斜向器，斜向器的斜面朝向所述开窗。本实用新型提出的侧钻旋转导向装置，在侧钻施工中无需再对套管进行开窗，减少了侧钻施工的工序，提高了侧钻施工的工作效率。

Description

一种侧钻旋转导向装置

技术领域

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种侧钻旋转导向装置。

背景技术

在石油开采领域，由于某些原因需要在套管的侧面开窗，再从窗口钻出新井眼，然后下尾管固井，上述一整套工艺技术被称为侧钻工艺。

目前的侧钻工艺，一般都需要对现有的套管通过铣锥在套管的侧壁上进行开窗，按开窗时是否利用斜向器，可以分为套管内侧钻和斜向器侧钻。套管内侧钻是在预定井段的套管位置处铣出一个开窗，要先把套管拉出来用工具铣，铣出开窗后再将套管放回井下；斜向器侧钻需要使用斜向器，在预开窗的位置固定一个斜向器，开窗工具靠斜向器的导斜作用开出窗口。上述两种侧钻工艺均具有在套管侧壁上进行开窗的步骤，增加了施工程序，延长了工作的时间，降低了钻井的效率，而且也破坏了套管的完整性，造成资源浪费。

有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种侧钻旋转导向装置，以期解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种侧钻旋转导向装置，在侧钻施工中无需再对套管进行开窗，减少了侧钻施工的工序，提高了侧钻施工的工作效率。

为达到上述目的，本实用新型提出一种侧钻旋转导向装置，其中，所述侧钻旋转导向装置包括套管和导向管，所述套管竖直设置并具有上下贯通的工作腔，所述导向管与所述套管同轴设置并能转动地连接在所述套管的底端，在所述导向管和所述套管之间设置有限位机构，所述导向管具有顶端开口的安装腔，所述安装腔与所述工作腔相连通，所述导向管的侧壁具有开窗，所述开窗沿所述导向管的径向贯穿所述导向管的侧壁，所述安装腔内设置有斜向器，所述斜向器的斜面朝向所述开窗。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述套管其底端的内壁具有一环形滑槽，所述环形滑槽沿所述套管的周向开设，所述导向管其顶端的外侧壁固设有与所述滑槽对应配合的滑块，所述导向管的顶端套设在所述套管内，所述滑块对应插装在所述环形滑槽中。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述滑块的底面上安装有滚轮，所述滚轮与所述环形滑槽的内壁面滚动配合。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述滑块的底面上开设有用于安装所述滚轮的安装凹槽，所述滚轮包括滚轮本体和转轴，所述滚轮本体通过转轴能转动地安装于所述安装凹槽中，所述滚轮本体的外缘凸出于所述安装槽。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述导向管的外侧壁上设有多个滑块，多个所述滑块沿所述导向管的周向均布。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述限位机构包括多个定位槽和至少一个定位杆，多个所述定位槽开设在所述导向管的外壁上并沿所述导向管的周向均布，所述套管的侧壁上开设有与所述定位槽对应配合的至少一个定位孔，所述定位杆的一端贯穿所述定位孔并插入所述定位槽内。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述定位杆的另一端设有沿所述定位杆的径向外凸的安装板，所述安装板上设置有弹性元件，所述弹性元件的一端与所述安装板固定连接，所述弹性元件的另一端与所述套管的外壁固定连接。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述安装板上设置有两个所述弹性元件，两个所述弹性元件分别设置在所述定位杆的上下两侧。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述弹性元件为弹簧。

如上所述的侧钻旋转导向装置，其中，所述套管的侧壁上开设有两个所述定位孔，两个所述定位孔对称设置于所述套管的两侧，两个所述定位孔内分别设置有所述定位杆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

本实用新型提出的侧钻旋转导向装置在导向管的侧壁上开设有开窗，使用时，直接将侧钻旋转导向装置连接在油井套管上下入井下，再转动导向管调节开窗的旋转角度，将开窗的位置调节到需要的位置，省去了在油井套管开设开窗的步骤，减少了工序，节约了时间，加快了侧钻施工的工作效率。

本实用新型提出的侧钻旋转导向装置在导向管和套管之间还设置有限位机构，导向管旋转至需要位置后，利用限位机构将导向管的位置固定柱，以防下管的时候导向管发生位置偏移而造成开窗无法到达预定位置，保证侧钻施工的正常进行。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型提出的侧钻旋转导向装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1、侧钻旋转导向装置； 10、套管；

11、工作腔； 12、环形滑槽；

20、导向管； 21、安装腔；

22、开窗； 23、滑块；

24、滚轮； 241、滚轮本体；

242、转轴； 25、安装凹槽；

30、限位机构； 31、定位槽；

32、定位杆； 33、定位孔；

34、安装板； 35、弹性元件；

40、斜向器； 41、斜面；

2、旋转钻头。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

如图1、图2所示，本实用新型提出的侧钻旋转导向装置1包括套管10和导向管20，套管10竖直设置并具有上下贯通的工作腔11，导向管20与套管10同轴设置并能转动地连接在套管10的底端，在导向管20和套管10之间设置有限位机构30，导向管20具有顶端开口的安装腔21，安装腔21与工作腔11相连通，导向管20的侧壁具有开窗22，开窗22沿导向管20的径向贯穿导向管20的侧壁，安装腔21内设置有斜向器40，斜向器40的斜面41朝向开窗22。

本实用新型提出的侧钻旋转导向装置1在导向管20的侧壁上开设有开窗22，使用时，直接将侧钻旋转导向装置1连接在油井套管上下入井下，再转动导向管20调节开窗22的旋转角度，将开窗22的位置调节到需要的位置，省去了在油井套管开设开窗的步骤，减少了工序，节约了时间，加快了侧钻施工的工作效率。

本实用新型提出的侧钻旋转导向装置1在导向管20和套管10之间还设置有限位机构30，导向管20旋转至需要位置后，利用限位机构30将导向管20的位置固定柱，以防下管的时候导向管20发生位置偏移而造成开窗22无法到达预定位置，保证侧钻施工的正常进行。

在本实用新型一个可选的例子中，套管10其底端的内壁具有一环形滑槽12，环形滑槽12沿套管10的周向开设，导向管20其顶端的外侧壁固设有与环形滑槽12对应配合的滑块23，导向管20的顶端套设在套管10内，滑块23对应插装在环形滑槽12中。这样，导向管20通过滑块23与套管10滑动连接，需要调节开窗22位置时没转动导向管20(导向管20绕其轴线转动)将开窗22转至所需要的位置即可。

在本实用新型一个可选的例子中，滑块23的底面上安装有滚轮24，滚轮24与环形滑槽12的内壁面滚动配合。滚轮24减少了滑块23与环形滑槽12内壁之间的摩擦力，方便导向管20的转动。

在本实用新型一个可选的例子中，滑块23的底面上开设有用于安装滚轮24的安装凹槽25，滚轮24包括滚轮本体241和转轴242，滚轮本体241通过转轴242能转动地安装于安装凹槽25。滚轮本体241的外缘凸出于安装凹槽25并与环形滑槽12的内壁面滚动配合。

在本实用新型一个可选的例子中，导向管20的外侧壁上设有多个滑块23，多个滑块23沿导向管20的周向均布，每个滑块23分别安装有滚轮24。

在本实用新型另一个可选的例子中，滑块23为一环形凸台，在滑块23上安装有多个滚轮24，多个滚轮24沿导向管20的周向均布。

在本实用新型的制作过程中，首先在套管10靠近环形滑槽12的侧壁切割出安装口，然后把导向管20插进套管10中，滚轮24提前安装在滑块23上，把滑块23通过安装口焊接在导向管20上，最后再把切割出的安装口焊接上，这样，滑块23便安装在环形滑槽12中。

在本实用新型一个可选的例子中，限位机构30包括多个定位槽31和至少一个定位杆32，多个定位槽31开设在导向管20的外壁上并沿导向管20的周向均布，套管10的侧壁上开设有与定位槽31对应配合的至少一个定位孔33，定位杆32的一端贯穿定位孔33并插入定位槽31内。当导向管20转旋到需要的位置后，插入定位杆32，使定位杆32贯穿定位孔33并插入与该定位孔33对位配合的定位槽31中，此时导向管20被固定连接在套管10上。

在本实用新型一个可选的例子中，定位杆32的另一端设有沿定位杆32的径向外凸的安装板34，安装板34上设置有弹性元件35，弹性元件35的一端与安装板34固定连接，弹性元件35的另一端与套管10的外壁固定连接。通过弹性元件35将定位杆32和套管10的侧壁连接在一起，以防定位杆32脱离下来。需要转动导向管20时，操作人员在外部通过手拉动定位杆32，使定位杆32脱离定位槽31即可。

在本实用新型一个可选的例子中，安装板34上设置有两个弹性元件35，两个弹性元件35分别设置在定位杆32的上下两侧。

在本实用新型一个可选的例子中，弹性元件35为弹簧。

在本实用新型一个可选的例子中，套管10的侧壁上开设有两个定位孔33，两个定位孔33对称设置于套管10的两侧，两个定位孔33内分别设置有定位杆32。

请参考图1、图2，现详细说明本实用新型提出的侧钻旋转导向装置1的具体使用过程：

先根据旋转钻头2需要导向的方向调节开窗22的方向，调节时先向外拉动定位杆32，使定位杆32与定位槽31分离，弹性元件35被拉伸而具有了弹力，此时导向管20可旋转，滑块23在环形滑槽12中滑动，滚轮24减小了滑块23与环形滑槽12的摩擦力，当导向管20旋转到需要的位置后，松开两个定位杆32，弹性元件35的弹力将定位杆32弹进定位槽31中，此时导向管20被固定在套管10上，然后把套管10下到钻井中，待开窗22到达预定的位置后，将旋转钻头2放到套管10中，当旋转钻头2碰到斜向器40的斜面41后，旋转钻头2被导向开窗22处。最后，启动旋转钻头2便可以对地层进行侧钻作业。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述侧钻旋转导向装置包括套管和导向管，所述套管竖直设置并具有上下贯通的工作腔，所述导向管与所述套管同轴设置并能转动地连接在所述套管的底端，在所述导向管和所述套管之间设置有限位机构，所述导向管具有顶端开口的安装腔，所述安装腔与所述工作腔相连通，所述导向管的侧壁具有开窗，所述开窗沿所述导向管的径向贯穿所述导向管的侧壁，所述安装腔内设置有斜向器，所述斜向器的斜面朝向所述开窗。

2.如权利要求1所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述套管其底端的内壁具有一环形滑槽，所述环形滑槽沿所述套管的周向开设，所述导向管其顶端的外侧壁固设有与所述滑槽对应配合的滑块，所述导向管的顶端套设在所述套管内，所述滑块对应插装在所述环形滑槽中。

3.如权利要求2所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述滑块的底面上安装有滚轮，所述滚轮与所述环形滑槽的内壁面滚动配合。

4.如权利要求3所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述滑块的底面上开设有用于安装所述滚轮的安装凹槽，所述滚轮包括滚轮本体和转轴，所述滚轮本体通过转轴能转动地安装于所述安装凹槽中，所述滚轮本体的外缘凸出于所述安装凹槽。

5.如权利要求2至4中任意一项所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述导向管的外侧壁上设有多个滑块，多个所述滑块沿所述导向管的周向均布。

6.如权利要求2所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述限位机构包括多个定位槽和至少一个定位杆，多个所述定位槽开设在所述导向管的外壁上并沿所述导向管的周向均布，所述套管的侧壁上开设有与所述定位槽对应配合的至少一个定位孔，所述定位杆的一端贯穿所述定位孔并插入所述定位槽内。

7.如权利要求6所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述定位杆的另一端设有沿所述定位杆的径向外凸的安装板，所述安装板上设置有弹性元件，所述弹性元件的一端与所述安装板固定连接，所述弹性元件的另一端与所述套管的外壁固定连接。

8.如权利要求7所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述安装板上设置有两个所述弹性元件，两个所述弹性元件分别设置在所述定位杆的上下两侧。

9.如权利要求7所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

10.如权利要求6至9中任意一项所述的侧钻旋转导向装置，其特征在于，所述套管的侧壁上开设有两个所述定位孔，两个所述定位孔对称设置于所述套管的两侧，两个所述定位孔内分别设置有所述定位杆。

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