本實(shí)用新型專利技術(shù)屬于石油鉆井分支井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，由上部鉆具、定向儀器、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥、鎖緊與解鎖裝置、螺桿鉆具、鉆頭和裸眼斜向器依次串聯(lián)連接組成，所述的裸眼斜向器包括導(dǎo)斜體、錨定筒和錨定爪，所述的錨定爪嵌裝在錨定筒筒壁的通孔中，且錨定爪通過(guò)剪釘固定于設(shè)置在錨定筒內(nèi)部的斜面體上，錨定筒的上端通過(guò)螺紋與導(dǎo)斜體相連接。工具串下入到預(yù)定位置，裸眼斜向器通過(guò)定向儀器定向后，定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥打開(kāi)，壓力通過(guò)傳壓管線傳至裸眼斜向器進(jìn)行錨定，螺桿鉆具解鎖，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)剪斷剪切螺釘進(jìn)行開(kāi)窗側(cè)鉆。利用該種工具串的工藝方法可實(shí)現(xiàn)裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆，大大提高分支井鉆井效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于石油鉆井水平井
，具體涉及一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串。
技術(shù)介紹
開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù)，通過(guò)在主井眼中開(kāi)窗側(cè)鉆，可以將主井眼邊沿的更多油層開(kāi)采出來(lái)，從而提高油井的利用效率和油藏的開(kāi)采率，開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù)有效地開(kāi)發(fā)了油藏的潛力，使以前被認(rèn)為是不能經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的油藏得到充分高效的開(kāi)采。因此，在裸眼水平井分支井鉆井過(guò)程中，開(kāi)窗側(cè)鉆是作業(yè)的關(guān)鍵一環(huán)，而一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆可縮短鉆井周期，降低鉆井成本。要想一趟鉆實(shí)現(xiàn)開(kāi)窗側(cè)鉆作業(yè)，需解決以下問(wèn)題：裸眼水平段要求具有循環(huán)排沙功能；水平段不能利用投球的方式實(shí)現(xiàn)斜向器的座封；斜向器調(diào)整方位定向成功后，斜向器才能座封；斜向器座封后，鉆頭才能轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行開(kāi)窗側(cè)鉆；鉆頭與斜向器的連接方式；鉆頭與斜向器座封壓力腔的壓力傳遞方式等系列問(wèn)題。因此，解決好以上問(wèn)題成為能否實(shí)現(xiàn)裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆的關(guān)鍵所在。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)一次下井完成裸眼水平段循環(huán)排沙，斜向器定向錨定、座封，開(kāi)窗及鉆進(jìn)的一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，從而實(shí)現(xiàn)了一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆作業(yè)，本技術(shù)提供的這種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，由上部鉆具、定向儀器、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥、鎖緊與解鎖裝置、螺桿鉆具、鉆頭及裸眼斜向器依次串聯(lián)連接組成，所述的裸眼斜向器包括導(dǎo)斜體、錨定筒和錨定爪，所述的錨定爪嵌裝在錨定筒筒壁的通孔中，且錨定爪通過(guò)剪釘固定于設(shè)置在錨定筒內(nèi)部的斜面體上，錨定筒的上端通過(guò)螺紋與導(dǎo)斜體底部相連接。所述的導(dǎo)斜體頂部與鉆頭通過(guò)剪切螺釘連接。所述的導(dǎo)斜體與鉆頭之間設(shè)置有傳壓管線。所述的傳壓管線沿著導(dǎo)斜體背面軸向設(shè)置，傳壓管線連通鉆頭內(nèi)腔與錨定筒內(nèi)部的斜面體壓力腔。所述的定向儀器為MWD或LWD無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x器。所述的定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥包括接頭，所述的接頭包括自上而下順次通過(guò)螺紋連接的具有中空?qǐng)A筒結(jié)構(gòu)的a接頭、b接頭、c接頭、d接頭，a接頭和b接頭的內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)下部旋接旋轉(zhuǎn)筒，c接頭和d接頭的內(nèi)部下端均有環(huán)形凸臺(tái)，旋轉(zhuǎn)筒分別與c接頭、d接頭形成相通的空腔一和空腔二，所述的空腔一中裝有豎直方向的下彈簧，d接頭內(nèi)部下端的環(huán)形凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)有豎直貫穿該環(huán)形凸臺(tái)的傳壓孔，a接頭中部有一連通孔，連通孔貫穿a接頭的管壁，與a接頭中空連通，c接頭的上部設(shè)置有一個(gè)旁通孔，旁通孔貫穿c接頭的管壁。所述的旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)由管狀的推力爪、定爪、旋轉(zhuǎn)爪組成，推力爪、旋轉(zhuǎn)爪一同安裝在定爪內(nèi)，推力爪位于旋轉(zhuǎn)爪的上方，旋轉(zhuǎn)爪與b接頭形成密封腔，所述密封腔中裝有豎直方向的上彈簧，定爪通過(guò)緊定螺釘和a接頭下部相固定，推力抓外側(cè)上端固定有活塞，旋轉(zhuǎn)爪的下端與旋轉(zhuǎn)筒連接。所述的鎖緊與解鎖裝置包括螺桿殼體和設(shè)置在螺桿殼體內(nèi)部的螺桿鉆具，螺桿殼體上部連接防掉筒，防掉筒的上部連接上接頭，上接頭與防掉筒內(nèi)部安裝有中芯筒，所述的中芯筒上部與上接頭內(nèi)部通過(guò)上花鍵副連接，中芯筒中部設(shè)置有止退卡簧，中芯筒中部與上接頭通過(guò)剪釘固定，剪釘?shù)募魯鄩毫Ω哂诼阊坌毕蚱鞯淖鈮毫Γ煞乐怪行就驳妮S向竄動(dòng)，止退卡簧下方的上接頭上設(shè)置有與止退卡簧嚙合的止退臺(tái)階，上接頭中部設(shè)置有連通孔，中芯筒下部與螺桿鉆具通過(guò)下花鍵副連接，中芯筒與上接頭之間、中芯筒與螺桿鉆具之間均采用花鍵副連接，下花鍵副上方的中芯筒上設(shè)置有導(dǎo)流孔，止退卡簧和止退臺(tái)階脫開(kāi)狀態(tài)最大距離大于下花鍵副的長(zhǎng)度。所述的所述錨定爪為多組，2個(gè)錨定爪為一組，每一組中2個(gè)錨定爪沿錨定筒軸線對(duì)稱分布，相鄰兩組錨定爪沿錨定筒軸線間隔布置并相互垂直，且錨定筒上沿錨定筒軸向依次分布多組錨定爪。本技術(shù)提供的這種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串實(shí)施的具體工藝方法的實(shí)施步驟如下：步驟一、循環(huán)排沙：將工具串下到預(yù)定開(kāi)窗位置，開(kāi)泵進(jìn)行循環(huán)，鉆井液通過(guò)上部鉆具、定向儀器后從定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥的旁通孔返出，將環(huán)空落沙返排出井口。步驟二、裸眼斜向器定向：轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱，調(diào)整裸眼斜向器導(dǎo)斜體的朝向，開(kāi)泵，利用定向儀器上傳定向數(shù)據(jù)，確定開(kāi)窗位置，即完成裸眼斜向器的定向。步驟三、裸眼斜向器座封：裸眼斜向器定向完成后，繼續(xù)開(kāi)、停泵，直至定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥打開(kāi)，開(kāi)泵時(shí)，鉆井液壓力通過(guò)上部鉆具、定向儀器、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥、鎖緊與解鎖裝置、螺桿鉆具、鉆頭、傳壓管線傳至錨定筒內(nèi)部的斜面體壓力腔，壓力升至座封壓力時(shí)，錨定爪伸出，座封在井壁上，即完成裸眼斜向器的座封。步驟四、螺桿鉆具解鎖：壓力繼續(xù)升至鎖緊與解鎖裝置的解鎖壓力時(shí)，其剪釘剪斷，螺桿鉆具解鎖，驅(qū)動(dòng)鉆頭，剪斷剪切螺釘和傳壓管線。步驟五、開(kāi)窗側(cè)鉆：按合理的開(kāi)窗側(cè)鉆排量，驅(qū)動(dòng)螺桿鉆具和鉆頭沿導(dǎo)斜體進(jìn)行開(kāi)窗側(cè)鉆。本技術(shù)的有益效果：本技術(shù)的定向儀器選用MWD或LWD等無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x器，而不采用陀螺儀，避免了陀螺儀無(wú)法到達(dá)水平段的缺點(diǎn)，無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x器可在水平段測(cè)量裸眼斜向器導(dǎo)斜體的朝向，確定開(kāi)窗位置。本技術(shù)采用的定向?qū)Ｓ瞄y可保證裸眼斜向器導(dǎo)斜體找準(zhǔn)朝向前，定向?qū)Ｓ瞄y以下的工具串不會(huì)動(dòng)作。本技術(shù)采用的鎖緊與解鎖裝置、螺桿鉆具可保證裸眼斜向器座封前，螺桿鉆具及鉆頭不會(huì)動(dòng)作。本技術(shù)的導(dǎo)斜體頂部與鉆頭通過(guò)剪切螺釘連接，可實(shí)現(xiàn)在水平段調(diào)整導(dǎo)斜體的朝向。本技術(shù)的導(dǎo)斜體與鉆頭之間設(shè)置傳壓管線，可實(shí)現(xiàn)裸眼斜向器座封時(shí)所需的座封壓力。以下將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)工具串連接示意圖。圖2為定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為螺桿鉆具鎖緊與解鎖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為：1-上部鉆具，2-定向儀器，3-定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥，4-鎖緊與解鎖裝置，5-螺桿鉆具，6-鉆頭，7-傳壓管線，8-導(dǎo)斜體，9-錨定單元，10-錨定爪，11-旁通孔，12-剪切螺釘，13-a接頭，14-b接頭，15-c接頭，16-d接頭，17-旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)，18-旋轉(zhuǎn)筒，19-推力爪，20-定爪，21-旋轉(zhuǎn)爪，22-下彈簧，23-傳壓孔，24-連通孔，25-上彈簧，26-螺桿殼體，27-連通孔，28-防掉筒，29-上接頭，30-中芯筒，31-止退卡簧，32-導(dǎo)流孔。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：本技術(shù)提供了一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，如圖1所示，由上部鉆具1、定向儀器2、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥3、鎖緊與解鎖裝置4、螺桿鉆具5、鉆頭6及裸眼斜向器依次串聯(lián)連接組成，所述的裸眼斜向器包括導(dǎo)斜體8、錨定筒9和錨定爪10，所述的錨定爪10嵌裝在錨定筒9筒壁的通孔中，且錨定爪10通過(guò)剪釘固定于設(shè)置在錨定筒9內(nèi)部的斜面體上，錨定筒9的上端通過(guò)螺紋與導(dǎo)斜體8相連接。所述的導(dǎo)斜體8的頂部與鉆頭6通過(guò)剪切螺釘12連接，采用這種連接結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)在水平段調(diào)整導(dǎo)斜體8的朝向。所述的導(dǎo)斜體8與鉆頭6之間設(shè)置有傳壓管線7，傳壓管線7沿著導(dǎo)斜體8背面軸向設(shè)置，傳壓管線7連通鉆頭6內(nèi)腔與錨定筒9內(nèi)部的斜面體壓力腔，可實(shí)現(xiàn)裸眼斜向器座封時(shí)所需的座封壓力。一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串的具體工藝方法步驟如下：步驟一、循環(huán)排沙將工具串下到預(yù)定開(kāi)窗位置，開(kāi)泵進(jìn)行循環(huán)，鉆井液會(huì)通過(guò)上部鉆具1、定向儀器2后從定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥3的旁通孔11返出，將環(huán)空落沙返排出井口，達(dá)到清洗井眼的目的。在此過(guò)程中，裸眼斜向器不會(huì)座封，螺桿鉆具5不會(huì)解鎖，鉆頭6不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。步驟二、裸眼斜向器定向轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱，調(diào)整裸眼斜向器導(dǎo)斜體8的朝向，開(kāi)泵，利用定向儀器2上本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：由上部鉆具（1）、定向儀器（2）、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥（3）、鎖緊與解鎖裝置（4）、螺桿鉆具（5）、鉆頭（6）及裸眼斜向器依次串聯(lián)連接組成，所述的裸眼斜向器包括導(dǎo)斜體（8）、錨定筒（9）和錨定爪（10），所述的錨定爪（10）嵌裝在錨定筒（9）筒壁的通孔中，且錨定爪（10）通過(guò)剪釘固定于設(shè)置在錨定筒（9）內(nèi)部的斜面體上，錨定筒（9）的上端通過(guò)螺紋與導(dǎo)斜體（8）底部相連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：由上部鉆具（1）、定向儀器（2）、定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥（3）、鎖緊與解鎖裝置（4）、螺桿鉆具（5）、鉆頭（6）及裸眼斜向器依次串聯(lián)連接組成，所述的裸眼斜向器包括導(dǎo)斜體（8）、錨定筒（9）和錨定爪（10），所述的錨定爪（10）嵌裝在錨定筒（9）筒壁的通孔中，且錨定爪（10）通過(guò)剪釘固定于設(shè)置在錨定筒（9）內(nèi)部的斜面體上，錨定筒（9）的上端通過(guò)螺紋與導(dǎo)斜體（8）底部相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：所述的導(dǎo)斜體（8）頂部與鉆頭（6）通過(guò)剪切螺釘（12）連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：所述的導(dǎo)斜體（8）與鉆頭（6）之間設(shè)置有傳壓管線（7）。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：所述的定向儀器（2）為MWD或LWD無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：所述的定向?qū)Ｓ脝?dòng)閥（3）包括接頭，所述的接頭包括自上而下順次通過(guò)螺紋連接的具有中空?qǐng)A筒結(jié)構(gòu)的a接頭（13）、b接頭（14）、c接頭（15）、d接頭（16），a接頭（13）和b接頭（14）的內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)（17），所述的旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)（17）下部旋接旋轉(zhuǎn)筒（18），c接頭（15）和d接頭（16）的內(nèi)部下端均有環(huán)形凸臺(tái)，旋轉(zhuǎn)筒（18）分別與c接頭（15）、d接頭（16）形成相通的空腔一和空腔二，所述的空腔一中裝有豎直方向的下彈簧（22），d接頭（16）內(nèi)部下端的環(huán)形凸臺(tái)上開(kāi)設(shè)有豎直貫穿該環(huán)形凸臺(tái)的傳壓孔（23），a接頭（13）中部有一連通孔（24），連通孔（24）貫穿a接頭（13）的管壁，與a接頭（13）中空連通，c接頭（15）的上部設(shè)置有一個(gè)旁通孔（11），旁通孔（11）貫穿c接頭（15）的管壁。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種裸眼水平井一趟鉆開(kāi)窗側(cè)鉆工具串，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)嚙合機(jī)構(gòu)（1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉文勇，聶俊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：陜西;61
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