本發明專利技術涉及的是一種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置，這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置由壓力鎖向組件、配重組件、壓力調向組件依次連接構成，鎖向缸筒與配重缸筒螺紋連接，配重缸筒與調向缸筒螺紋連接，三個缸筒依次連接構成容納腔。壓力鎖向組件，其與配重組件相互接合以鎖定配重組件，保證重力定向的精確程度；壓力調向組件，通過壓力驅動螺旋回轉機構旋轉并與配重組件接合，使射孔彈架鎖定至預設角度。本發明專利技術利用重力定向，定向過程中射孔彈架與配重組件不接觸，不產生阻力矩，定向精度更高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油田完井工程中水平井定向射孔定向裝置，具體涉及一種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置。
技術介紹
射孔完井是石油勘探開發領域中廣泛應用的一項完井技術。射孔完井中的定向射孔工藝根據儲層的巖性、井深軌跡與儲層內夾層的鉆遇關系等要求來確定合理的射孔方位。在水平井的定向射孔方式上按結構可以分為外定向射孔和內定向射孔。外定向射孔采用中間接頭焊接外置翼翅引向器，配合轉動接頭，通過引向器與井壁之間產生摩擦造成阻力不平衡，在偏心配重的作用下整體轉動射孔彈架實現射孔定位。內定向射孔則是在射孔槍身內安裝偏心配重塊，在偏心重力作用下旋轉彈架實現射孔定位。在目前國內外油田廣泛應用的是內定向射孔技術，同外定向相比，在相同套管尺寸下內定向方式可搭配更大外徑的射孔槍，從而可以選擇更大裝藥量以改善射孔完井的效果。如果水平井的井筒中充滿復雜介質，外定向裝置的旋轉可能會受到較大阻力，定向功能容易受到干擾。內定向裝置由外層射孔槍管所包裹，整個定向部件位于槍管內部，不受井筒內環境影響，重力定向的精度更高。在現有水平井內定向射孔裝置中，整個彈架管串往往直接與偏心配重件固接在一起，通過下入水平井段后，偏心配重件在重力作用下旋轉產生周向扭矩將彈架管串旋轉至預設方位。這種定向方式使得旋轉安裝有一長串射孔彈的彈架管串所需扭矩全部由偏心配重件來承擔。如果井斜角較小，則偏心配重塊所提供的扭矩可能難以提供定向所需扭矩，導致定向失效；且重力定向后缺少鎖向裝置，若水平射孔的井段較長，分段射孔產生的強烈震動可能導致偏心配重件產生旋轉，影響后續射孔精度。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置，這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置用于解決現有水平井內定向射孔裝置利用重力作為定向和調向動力，調向力矩有限，缺少鎖向裝置，導致調整后方向誤差較大的問題。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置由壓力鎖向組件、配重組件、壓力調向組件依次連接構成，壓力鎖向裝置包括鎖向缸筒、活塞、滑鍵、第一壓縮彈簧，活塞設置在鎖向缸筒內，第一壓縮彈簧環繞在活塞外，第一壓縮彈簧的一端固定在活塞上，第一壓縮彈簧的另一端固定在鎖向缸筒內壁的凸臺上；鎖向缸筒上設置有側孔，側孔位于活塞的前面，活塞的另一端穿過凸臺并且為自由端，自由端的端面設置摩擦盤，活塞與凸臺通過滑鍵聯接；配重組件包括配重缸筒、配重架、滑套、半圓柱形配重塊，半圓柱形配重塊在固定于配重架的中段，配重架位于滑套內，滑套位于配重缸筒內，配重架的兩端與滑套均通過組合軸承連接，第二壓縮彈簧一端固定在滑套的端面上，第二壓縮彈簧另一端固定在壓力調向組件的第一軸承座上；壓力調向組件包括調向缸筒、螺旋桿、螺旋套、定位環，螺旋套與螺旋桿螺紋連接，螺旋套與調向缸筒螺紋連接，螺旋桿的一端連接定位環，螺旋桿的另一端與射孔彈架固接，螺旋桿一端與配重缸筒之間設置第一軸承，螺旋桿另一端與調向缸筒之間設置第二軸承，調向缸筒上設置進液孔。上述方案中配重架與活塞對應的一端安裝有摩擦盤，配重架與定位環相對應的另一端側壁上開有半圓形缺口定位孔，定位環上設置有外凸半圓形定位塊。上述方案中螺旋桿和螺旋套上都開有螺紋升角大于摩擦角的梯形螺紋，螺旋桿通過花鍵與定位環連接。上述方案中螺旋桿、螺旋套內腔所開螺紋旋向與調向缸筒、螺旋套外表面所開螺紋旋向相反。本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術通過重力確定射孔方位，利用井筒內加壓完成射孔彈架換位調向，同時利用壓力鎖死射孔方向的新型壓力鎖定式水平井射孔定向裝置，解決了現有水平井內定向射孔過程中利用重力作為定向和調向動力，調向力矩有限，缺少鎖向裝置，導致調整后方向誤差較大的問題。2、本專利技術利用重力定向，定向過程中射孔彈架與配重組件不接觸，不產生阻力矩，定向精度更高。3、本專利技術利用井筒內加壓鎖定配重組件，鎖定過程穩定可靠，不產生周向力矩，摩擦盤無級制動確保重力定向精度。4、本專利技術采用井筒內加壓完成彈架換位調向，不需要配重組件提供調向力矩，防止重力定向裝置受彈架及其他部件的阻力矩干擾，保證定向精度。附圖說明圖1為本專利技術定向裝置非定向狀態（未加壓）示意圖；圖2為本專利技術定向裝置定向狀態（已加壓）示意圖；圖3為本專利技術中配重組件示意圖；圖4為本專利技術中壓力調向組件示意圖。圖中：1螺旋桿；2螺旋套；3第二軸承座；4調向缸筒；5定位環；6第一軸承座；7第一軸承；8配重缸筒；9鎖向缸筒；10第一壓縮彈簧；11活塞；12密封件；13摩擦盤；14組合軸承座；15組合軸承；16滑套；17配重架；18第二壓縮彈簧。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明：結合圖1、圖2所示，這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置由壓力鎖向組件、配重組件、壓力調向組件依次連接構成，鎖向缸筒9與配重缸筒8螺紋連接，配重缸筒8與調向缸筒4螺紋連接，三個缸筒依次連接構成容納腔。壓力鎖向組件，其與配重組件相互接合以鎖定配重組件，保證重力定向的精確程度；壓力調向組件，通過壓力驅動螺旋回轉機構旋轉并與配重組件接合，使射孔彈架鎖定至預設角度。壓力鎖向裝置位于整個定向裝置頭部，在加壓情況下通過摩擦盤13與配重組件接觸鎖定配重組件的周向方位。壓力鎖向裝置包括鎖向缸筒9、活塞11、滑鍵、第一壓縮彈簧10，活塞11設置在鎖向缸筒9內，活塞頭與鎖向缸筒9之間設置有環形密封件12，第一壓縮彈簧10環繞在活塞11的前半部分外部，第一壓縮彈簧10的一端固定在活塞頭上，第一壓縮彈簧10的另一端固定在鎖向缸筒9內壁的凸臺的臺面上，第一壓縮彈簧10為復位圓柱螺旋壓縮彈簧；鎖向缸筒9上設置有側孔，側孔位于活塞11的前面，活塞11的另一端穿過凸臺并且為自由端，自由端的端面設置摩擦盤13，活塞11與凸臺相接觸的部位通過滑鍵聯接，限制活塞11周向轉動的滑鍵可以對配重組件根據重力所定的方位進行鎖定。當向井筒加壓時，高壓流體通過鎖向缸筒9側壁所開流道孔進入鎖向組件內腔推動活塞11克服第一壓縮彈簧10的復位阻尼向裝置內部滑動。活塞11上的摩擦盤13與配重組件配重架17上的摩擦盤相接觸，繼續推動配重組件克服第二壓縮彈簧18的復位阻尼進行滑動。通過安裝于活塞11上的滑鍵使得活塞11只能做軸向運動。通過摩擦盤13鎖定配重組件中的配重架17，使得配重架17無法做周向旋轉。配重組件負責在復雜井況下實現水平井射孔的內定向功能。配重組件包括配重缸筒8、配重架17、滑套16、半圓柱形配重塊，參閱圖2，半圓柱形配重塊通過螺釘固定于配重架17的中段，配重架17位于滑套16內，滑套16位于配重缸筒8內，滑套16可以自由往復移動，配重架17與活塞11對應的一端安裝有摩擦盤，配重架17的兩端均與滑套16通過組合軸承15連接，組合軸承15通過組合軸承座14安裝，這使得安裝有配重塊的配重架17可以在滑套16內自由做周向轉動。第二壓縮彈簧18一端固定在滑套16的端面上，第二壓縮彈簧18另一端固定在壓力調向組件的第一軸承座6上，當活塞11上的摩擦盤13與配重架17一端的摩擦盤片相接觸，在進一步加壓的情況下，壓力鎖向組件推動配重組件壓縮第二壓縮彈簧18進一步加大兩摩擦盤之間的接觸壓力，增大摩擦力。配重架17與定位環5相對應的一端伸入到第二壓縮彈簧18中，該端為自由端并且側壁上本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置，其特征在于：這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置由壓力鎖向組件、配重組件、壓力調向組件依次連接構成，壓力鎖向裝置包括鎖向缸筒（9）、活塞（11）、滑鍵、第一壓縮彈簧（10），活塞（11）設置在鎖向缸筒（9）內，第一壓縮彈簧（10）環繞在活塞（11）外，第一壓縮彈簧（10）的一端固定在活塞（11）上，第一壓縮彈簧（10）的另一端固定在鎖向缸筒（9）內壁的凸臺上；鎖向缸筒（9）上設置有側孔，側孔位于活塞（11）的前面，活塞（11）的另一端穿過凸臺并且為自由端，自由端的端面設置摩擦盤（13），活塞（11）與凸臺通過滑鍵聯接；配重組件包括配重缸筒（8）、配重架（17）、滑套（16）、半圓柱形配重塊，半圓柱形配重塊固定于配重架（17）的中段，配重架（17）位于滑套（16）內，滑套（16）位于配重缸筒（8）內，配重架（17）的兩端與滑套（16）均通過組合軸承（15）連接，第二壓縮彈簧（18）一端固定在滑套（16）的端面上，第二壓縮彈簧（18）另一端固定在壓力調向組件的第一軸承座（6）上；壓力調向組件包括調向缸筒（4）、螺旋桿（1）、螺旋套（2）、定位環（5），螺旋套（2）與螺旋桿（1）螺紋連接，螺旋套（2）與調向缸筒（4）螺紋連接，螺旋桿（1）的一端連接定位環（5），螺旋桿（1）的另一端與射孔彈架固接，螺旋桿（1）一端與配重缸筒（8）之間設置第一軸承（7），螺旋桿（1）另一端與調向缸筒（4）之間設置第二軸承，調向缸筒（4）上設置進液孔。...
【技術特征摘要】
1.一種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置，其特征在于：這種用于水平井的壓力鎖定式射孔定向裝置由壓力鎖向組件、配重組件、壓力調向組件依次連接構成，壓力鎖向裝置包括鎖向缸筒（9）、活塞（11）、滑鍵、第一壓縮彈簧（10），活塞（11）設置在鎖向缸筒（9）內，第一壓縮彈簧（10）環繞在活塞（11）外，第一壓縮彈簧（10）的一端固定在活塞（11）上，第一壓縮彈簧（10）的另一端固定在鎖向缸筒（9）內壁的凸臺上；鎖向缸筒（9）上設置有側孔，側孔位于活塞（11）的前面，活塞（11）的另一端穿過凸臺并且為自由端，自由端的端面設置摩擦盤（13），活塞（11）與凸臺通過滑鍵聯接；配重組件包括配重缸筒（8）、配重架（17）、滑套（16）、半圓柱形配重塊，半圓柱形配重塊固定于配重架（17）的中段，配重架（17）位于滑套（16）內，滑套（16）位于配重缸筒（8）內，配重架（17）的兩端與滑套（16）均通過組合軸承（15）連接，第二壓縮彈簧（18）一端固定在滑套（16）的端面上，第二壓縮彈簧（18）另一端固定在壓力調向組件的第一軸承座（6）上；壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮子明，姜民政，高啟明，方欣，譚晶晶，曾憲來，
申請(專利權)人：東北石油大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。