[發明專利]井下套管徑向開窗器

有效

• 申請號: 201310131744.2
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103195387A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 馮強;李洪俊;王瑤
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B29/06
• 分類號: E21B29/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 陳昌娟

技術領域

本發明涉及油氣井鉆井領域，特別是涉及一種井下套管徑向開窗裝置。

背景技術

徑向開窗水射流鉆井技術是集射孔、開窗和定向一體化的新型油氣井鉆井與增產技術，其核心原理是先在油層部位的套管上徑向開窗。該技術既可以在新井中實施，又可以在老井中應用，非常適合于煤層氣、低滲透油層、薄油層、裂縫性油層以及巖性圈閉油層的開發。目前國內常用的套管開窗方式為側鉆開窗和段銑開窗，二者的轉向曲率半徑遠大于井下工具直徑，且不能在井筒內進行水平方向上的轉向，影響了該徑向鉆井技術的作業效率與作業精度，浪費了人力和物力。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種轉向曲率半徑小、方便在井筒內進行水平方向上的轉向的井下套管徑向開窗裝置。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種井下套管徑向開窗器，其由螺桿馬達提供扭矩動力，該井下套管徑向開窗器包括本體和設置在該本體內的動力部、徑向鉆進部和流體通道部，所述動力部的上部與所述螺桿馬達的輸出軸連接并傳遞扭矩，可將所述輸出軸輸出的水平旋轉力轉換為垂直旋轉力；所述徑向鉆進部包括一鉆頭和一回彈裝置，所述鉆頭在所述動力部的作用下在垂直方向旋轉；所述流體通道部內通有高壓流體，所述高壓流體作用于所述鉆頭，當所述高壓流體的壓力大于所述回彈裝置提供的回彈力時，所述鉆頭沿徑向伸出于所述本體，反之，所述鉆頭縮回所述本體中。

根據本發明的一個實施例，所述動力部包括水平設置的第一錐齒輪和垂直設置的第二錐齒輪，所述輸出軸與第一錐齒輪之間、所述第一錐齒輪和第二錐齒輪之間可傳動地連接。

所述徑向鉆進部還包括推進桿和缸體，所述缸體水平固裝在所述本體內；所述推進桿的一端設置在所述缸體內，該端與缸體側壁之間裝有密封圈并與內壁之間形成一壓力腔，所述流體通道部與該壓力腔連通；所述推進桿的另一端安裝有所述鉆頭；所述第二錐齒輪將垂直旋轉力傳遞給所述推進桿，進而傳遞給所述鉆頭。

優選的是，所述推進桿中部的橫截面為正六邊形或正方形，所述第二錐齒輪套接在所述推進桿上且二者之間能夠相對移動。

所述回彈裝置設置在所述第二錐齒輪和靠近鉆頭一側的本體壁面之間，該回彈裝置包括推蓋和彈簧，所述推蓋通過軸承安裝在所述推進桿前部，所述彈簧的兩端分別固定在本體壁面和推蓋上。

所述流體通道部為第四過流管，該過流管的上端從所述本體上端伸出，過流管的中部與所述壓力腔連通，過流管的下端開口位于鉆頭一側本體的下部并開口朝上，且該下端的端口直徑小于過流管的直徑。過流管下端開口朝上，便于在鉆頭鉆進過程中沖刷鉆頭。

另外，所述螺桿馬達1、第一錐齒輪2a、第二錐齒輪2b分別通過軸承安裝在所述本體16上。所述鉆頭5與推進桿4螺紋連接。

所述螺桿馬達1上部連接有第一過流管9a，該第一過流管9a為三通結構，其上端端口連接外部液體源、下端端口經所述螺桿馬達1與第三過流管9c連通、側面端口通過旁通閥3連接第二過流管9b，所述第二過流管9b下端與所述第四過流管9d連通，第三過流管9c的下端開口位于鉆頭一側的本體上部且開口朝下，便于沖刷鉆頭5。

本發明提供的井下套管徑向開窗器，通過齒輪、推進桿等將開窗方向置于水平方向，減少了轉向曲率半徑，實現了對套管的完全徑向開孔，無須套管段銑。其開窗位置精確，作業高效、可靠。

附圖說明

圖1為本發明提供的井下套管徑向開窗器的剖面結構示意圖；

圖2為顯示本發明中過流管與螺桿馬達位置關系的結構示意圖，圖中的螺桿馬達使用了簡略畫法；

圖3為本發明提供的井下套管徑向開窗器的工作狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的井下套管徑向開窗器的結構進行詳細說明。

本發明提供的井下套管徑向開窗器由螺桿馬達（1）提供扭矩。參見圖1，該徑向開窗器包括本體16和設置在本體16內的動力部、徑向鉆進部和流體通道部。所述動力部的上部與螺桿馬達1的輸出軸1a可傳動地連接，并將輸出軸1a輸出的水平旋轉力轉換為垂直旋轉力；所述徑向鉆進部包括鉆頭5和回彈裝置，鉆頭5在動力部的作用下在垂直方向旋轉；流體通道部內通有高壓流體，所述高壓流體作用于鉆頭5，當高壓流體的壓力大于回彈裝置提供的回彈力時，鉆頭5沿徑向伸出于本體16，反之，鉆頭縮回本體16中。