[發(fā)明專利]超短半徑水平井鉆井用的井底轉(zhuǎn)向裝置及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510519110.3
• 申請(qǐng)日: 2015-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN105134072B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐濤;范耀;降文萍;萬(wàn)志杰;王正喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B7/18
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11340
• 代理人: 陳新勝

1.一種超短半徑水平井鉆井用的井底轉(zhuǎn)向裝置，包括內(nèi)管總成和外管總成，其特征在于：

所述內(nèi)管總成包含陀螺儀定位短節(jié)、內(nèi)管和轉(zhuǎn)筒總成，所述陀螺儀定位短節(jié)上端通過螺紋與油管柱相連接，所述陀螺儀定位短節(jié)下端與內(nèi)管相連接，所述內(nèi)管的下端與轉(zhuǎn)筒總成相連接，所述內(nèi)管的中部安裝有支撐體，支撐體與內(nèi)管之間設(shè)置有支撐體壓簧，所述內(nèi)管下部設(shè)定有定位槽；

所述外管總成包含外管、卡瓦片、摩擦塊和支撐板，外管的上端通過卡瓦鎖定銷鎖定所述卡瓦片的下端，卡瓦片能夠在支撐體的支持下張開，外管的中部安裝有摩擦塊，所述摩擦塊與外管之間安裝有壓簧，所述外管上固定有與所述內(nèi)管上定位槽相配合的定位銷，所述外管的下部聯(lián)接有支撐板；

所述定位槽包含滑動(dòng)段和定位段，所述滑動(dòng)段為一環(huán)形槽，所述定位段包含錐形引導(dǎo)槽和直條槽，所述直條槽設(shè)置于錐形引導(dǎo)槽的下端并與其連通，所述直條槽的一側(cè)連通設(shè)有一斜向上延伸的卡接槽。

2.如權(quán)利要求1所述的井底轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：所述陀螺儀定位短節(jié)和內(nèi)管通過陀螺儀定位短節(jié)下接頭相聯(lián)接。

3.如權(quán)利要求1所述的井底轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：所述外管和支撐板之間通過一活動(dòng)缸體聯(lián)接，從而使得外管和支撐板通過活動(dòng)缸體可進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的井底轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于：所述活動(dòng)缸體上還安裝有補(bǔ)償彈簧以使外管和支撐板可發(fā)生有限制的軸向運(yùn)動(dòng)。

5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的井底轉(zhuǎn)向裝置的施工方法，包含下述步驟：

步驟一.連接井底轉(zhuǎn)向裝置，下入油管柱至設(shè)計(jì)深度，釋放外管；

其中，所述定位槽包含滑動(dòng)段和結(jié)合段，所述滑動(dòng)段為長(zhǎng)度為a的環(huán)形槽，所述結(jié)合段包含長(zhǎng)度為b的錐形引導(dǎo)槽和長(zhǎng)度為c的直條槽，所述直條槽設(shè)置于錐形引導(dǎo)槽的下端并與其連通，下井之前將外管的定位銷位置處于內(nèi)管定位槽的卡接槽處，使內(nèi)管和外管在下井過程中處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，按設(shè)計(jì)下入至預(yù)計(jì)深度，上提內(nèi)管，上提高度為c，同時(shí)觀察懸重變化，由于摩擦塊作用，當(dāng)懸重稍有增加說明由于內(nèi)管向上運(yùn)動(dòng)使定位銷已處于定位槽的直條槽位置，完成外管釋放；

步驟二.確定井下方位，下放油管柱完成井下工具的錨定和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)向，下陀螺儀測(cè)方位；

步驟三.下入高壓射流鉆具進(jìn)行徑向水平井鉆進(jìn)；

步驟四.上提油管柱完成解鎖、轉(zhuǎn)筒恢復(fù)；

步驟五.旋轉(zhuǎn)油管柱，變換井下工具方位，下放油管柱完成錨定和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)向，下陀螺儀測(cè)方位，確定方位后下入高壓射流鉆具進(jìn)行徑向水平井鉆進(jìn)；

反復(fù)步驟四和步驟五完成同一水平面多個(gè)方位的徑向井鉆進(jìn)；

步驟六.上提油管柱完成下一個(gè)水平面多個(gè)徑向水平井的鉆進(jìn)；

步驟七.按設(shè)計(jì)完成整個(gè)井筒的徑向井鉆進(jìn)，起出。

6.如權(quán)利要求5所述的施工方法，其特征在于：在步驟二中具體過程如下：下放油管柱高度大于b，此時(shí)外管與內(nèi)管能相互旋轉(zhuǎn)，下入陀螺儀測(cè)方位，旋轉(zhuǎn)油管柱到預(yù)定方位，取出陀螺儀，繼續(xù)下放油管柱距離為a，同時(shí)觀察懸重，如果懸重減少說明井下錨定、轉(zhuǎn)向完畢。

7.如權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步驟四中具體過程如下：上提內(nèi)管柱高度等于小于距離a，此過程中支撐體上行，卡瓦片對(duì)油管壁的擠壓力逐漸變小直至無作用力，完成解除錨定，懸重恢復(fù)為油管柱+內(nèi)管自重，同時(shí)此過程中由于外管相對(duì)靜止，支持板也相對(duì)靜止，轉(zhuǎn)筒總成在轉(zhuǎn)筒固定銷作用下逐漸從徑向恢復(fù)垂直，完成恢復(fù)。

8.如權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步驟五中具體過程如下：再下入陀螺儀，旋轉(zhuǎn)油管柱到預(yù)計(jì)方位，下放內(nèi)管柱長(zhǎng)度a，支撐體支撐卡瓦片，同時(shí)完成錨定和轉(zhuǎn)筒總成轉(zhuǎn)向，反復(fù)完成同一深度任意方位徑向水平井的鉆進(jìn)。

9.如權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步驟六中具體過程如下：上提內(nèi)管柱，上提內(nèi)管柱高度為a+b+c，使定位銷處于定位槽的直條槽下端，同時(shí)觀察懸重變化，由于摩擦塊作用，當(dāng)懸重大于油管柱+內(nèi)管自重，說明內(nèi)外管同時(shí)向上移動(dòng)，定位銷處于定位槽的直條槽位置，繼續(xù)上提，帶動(dòng)外管摩擦塊至預(yù)計(jì)深度，下放內(nèi)管柱進(jìn)行下一個(gè)水平面的徑向井作用，反復(fù)完成多個(gè)水平面任意多個(gè)徑向井的鉆進(jìn)。