[發(fā)明專利]一次起下鉆的銑削系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580040210.2
• 申請日: 2005-11-04
• 公開（公告）號: CN101065554A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·C·內(nèi)夫
• 申請（專利權(quán)）人: M·C·內(nèi)夫
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B10/26
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 沙捷;彭益群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于穿過管狀套管切割窗口以便從現(xiàn)存的套管穿過地質(zhì)建造鉆斜孔的裝置和方法。

背景技術(shù)

例如，根據(jù)US-A-6648068，以下內(nèi)容是已知的：具有期望從其中進(jìn)行“側(cè)鉆”的井眼套管，并將造斜器和錐形銑刀組合件降下到套管中，在造斜器已經(jīng)被恰當(dāng)定向時將造斜器錨定至套管，中斷銑刀與造斜器之間的連接，并旋轉(zhuǎn)銑刀同時靠著造斜器向下移動銑刀，以便穿過套管壁切割窗口，并從那時起繼續(xù)沿期望的方向切入地層。

如US-A-6648068中所公開的那樣，造斜器可以具有斜面，用來沿徑向向外對著套管的內(nèi)壁移動銑刀，并且可以有兩個大約15°的斜面，這兩個斜面之間間隔有具有與套管的縱軸成大約3°的角度的另一斜面。銑刀由多個圓周布置的徑向延伸刀片形成，每個刀片具有大約15°的錐度，并且銑刀刀片面對切割材料。在錐形銑刀的上游，可以沿著鉆柱順序地布置淚滴式銑刀和西瓜式銑刀。

應(yīng)該理解，在于套管中切割窗口以及穿過地層側(cè)鉆到達(dá)新的勘探點的操作中，能量產(chǎn)生被停止，因而會造成收益的損失。因此，人們期望盡可能快速地進(jìn)行銑削和側(cè)鉆操作。本發(fā)明將設(shè)法提供一種可以達(dá)到該目的的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種側(cè)鉆系統(tǒng)，其包括：一對沿縱軸布置的軸向連接的銑刀，每個銑刀具有多個錐形的圓周布置的徑向延伸的刀片，每個刀片具有錐形部分，至少一些刀片上具有切割表面，以用于在套管中切割窗口并然后在地層中側(cè)鉆；以及其上具有至少三個沿軸向隔開的斜面的造斜器，每個斜面之間間隔有大致軸向延伸的部分，每個斜面與縱軸成大致相同的傾角，并且還具有與刀片的錐形部分上的錐度相同的傾角，斜面之間的距離與串聯(lián)連接的銑刀對的刀片上的錐形部分之間的距離大致相同，其中在銑刀切割其中布置有所述系統(tǒng)的套管之前，斜面支撐兩個銑刀。

優(yōu)選地，上游銑刀具有比下游銑刀更大的直徑，并且上游銑刀被布置成在下游銑刀之前切割套管。

有利地，由硬化材料制成的鈕狀元件朝向銑刀中的每個上的刀片中的至少一些的較小直徑端布置以與斜面作用，以便有助于防止銑刀銑削造斜器斜面并有助于沿徑向向外移動銑刀以切割窗口。

優(yōu)選地，所有刀片上都設(shè)置有鈕狀元件。

便利地，切割表面通過天然金剛石、多晶金剛石和碳化鎢中的一種或多種而被設(shè)置。

優(yōu)選地，每個鈕狀元件均具有凸形外表面以刮擦造斜器。

有利地，鈕狀元件由天然金剛石或多晶金剛石形成。

有利地，每個斜面的傾角和刀片上的錐形部分的錐度在與縱軸成7°至30°的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地，每個斜面的傾角和刀片上的錐形部分的錐度與縱軸成18°。

在本發(fā)明的一個特征中，提供了一種用來穿過管狀套管切割窗口的一次起下鉆(one?trip)的銑削系統(tǒng)，其包括：具有多個圓周布置的徑向延伸的刀片的銑刀，每個刀片具有錐形部分，至少一些刀片上具有切割表面，以用于切割窗口；以及由硬化材料制成的鈕狀元件，其朝向刀片的較小直徑端布置并布置在刀片中的至少一些上以與造斜器的斜面作用，以便沿徑向向外移動銑刀以切割窗口。

優(yōu)選地，所有刀片上都設(shè)有切割表面。

有利地，鈕狀元件被設(shè)置在所有刀片上。

便利地，切割表面是天然金剛石、多晶金剛石和碳化鎢中的一種或多種。

優(yōu)選地，每個鈕狀元件均具有凸形外表面以刮擦造斜器。

在一個優(yōu)選實施例中，設(shè)置有兩個串聯(lián)連接的銑刀，上游銑刀在使用中具有比下游銑刀更大的直徑。

有利地，錐形部分的錐度在與所述系統(tǒng)的縱軸成7°至30°的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地，錐形部分的錐度與所述系統(tǒng)的縱軸成18°。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種側(cè)鉆方法，包括下列步驟：

將一對可釋放地連接到造斜器上的串聯(lián)連接的銑刀降下到鉆孔套管中，每個銑刀具有多個圓周布置的徑向延伸的刀片，每個刀片具有錐形部分，并且造斜器上設(shè)置有至少三個沿軸向隔開的斜面，每個斜面之間間隔有大致軸向延伸的部分，每個斜面與縱軸之間具有大致相同的傾角，并且刀片的錐形部分上的錐度具有相似的傾角，斜面之間的距離與刀片的錐形部分之間的距離大致相同，

將造斜器定向，使得斜面轉(zhuǎn)向用于在套管中切割窗口并切入地層到達(dá)期望的新位置的期望的方向，

釋放銑刀與造斜器之間的連接，

旋轉(zhuǎn)銑刀并向下移動銑刀，使得每個相應(yīng)的銑刀的錐形刀片刮擦相應(yīng)的斜面，銑刀靠在斜面上的向下移動使銑刀中的上游銑刀首先切割套管，并且繼續(xù)的向下移動使下游銑刀切割套管，繼續(xù)的向下移動使窗口被切入到套管中，并使側(cè)鉆操作穿過地層而被執(zhí)行。