[發明專利]一種大直徑隔水導管開窗斜向器

在審

• 申請號: 201710655068.7
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107503685A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 陳勇;李中;王小勇;李虎城;吳仲華;聶云飛;司英輝;潘廣輝;劉鋒;陳忠帥;王彬
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B7/08
• 分類號: E21B7/08;E21B23/01;E21B19/10
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 侯華頌,李勇

技術領域

本發明涉及油氣井井筒開窗側鉆工具技術領域，尤其涉及一種大直徑隔水導管開窗斜向器。

背景技術

在油氣田井筒工程技術中，開窗側鉆是降本增效的一種有效方式，開窗側鉆的關鍵工具是斜向器，斜向器一般包括斜面體和錨定單元兩部分，在開窗過程中，斜面體由錨定單元錨定在井筒內壁的預定井深和方向，限制銑錐按預定軌跡在井筒側壁銑出一個窗口，為后續側鉆井及側鉆水平井鉆井施工提供新的通道。

目前，常用的斜向器主要針對常規尺寸的套管，其通常采用的技術方案是：斜面體和錨定單元螺紋固定連接，筒狀錨定單元有兩組卡瓦上下布置，卡瓦內側是錐斜面，每組卡瓦對應一個錐體活塞，兩個錐體活塞在同一個活塞筒內，錐度方向相反，兩個錐體活塞中間安裝同一根止退管，通過投球蹩壓，錐體活塞由液壓推動相對卡瓦移動，推擠卡瓦伸出錨定在套管內壁，錐體活塞中心的止退管鎖死錐體活塞，保證斜向器錨定緊固。在大直徑的井筒開窗斜向器工具中，如海洋鉆井平臺隔水導管開窗斜向器工具，若采用上述常規技術方案，各零部件結構尺寸超大，在加工和組裝時會面臨難以解決的新問題，同時，由于開窗產生的鐵屑量大，以及井筒環空粗大，鐵屑不易循環出井口，會部分沉降在斜向器錨定位置，為清除上述鐵屑，需要增大斜向器本體與井筒的間隙，確保鐵屑漏過斜向器錨定位置，或者因管體變形導致管體通徑遠小于錨定內徑，這都會導致斜向器最大伸出外徑遠大出本體外徑，這需要錐體活塞有更長的長度，最終導致活塞筒尺寸超長，其加工需要特殊的機床，加之斜面體超長超重，工具的組裝也需要配專用工裝，這些情況造成工具加工難度和制造費用極大，最終難以實現，此外，大直徑隔水導管與常規套管相比，存在較大的橢圓度，采用常規斜向器的錨定方法存在座掛不牢的風險，可靠性較低，因此，采用常規斜向器技術用于大直徑隔水導管開窗可行性較低。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種大直徑隔水導管開窗斜向器。該工具易于加工和組裝，安全性和可靠性高，能有效克服隔水導管橢圓度的不利影響，為海洋鉆井平臺大直徑隔水管的開窗提供可靠的導斜工具。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大直徑井筒開窗斜向器，包括斜面體、噴管、上卡瓦、錐體活塞、止退管、下卡瓦、球座、鋼球、連接筒、 活塞筒、卡瓦剪釘、插接接頭、銷軸、吊具和送入桿，斜面體與錨定器部分采用”T”型體結構和兩個銷軸固定連接，插接接頭與上卡瓦裝置的活塞筒螺紋連接，噴管大端外螺紋與插接接頭中間孔螺紋連接，噴管大端內螺紋與送入桿螺紋連接作為丟手，噴管小端與錐體活塞內孔滑動密封連接組成密封腔體，斜向器的錨定由兩組相互獨立的卡瓦裝置實現，每組卡瓦裝置包括一個活塞筒、一個錐體活塞和一根止退管，卡瓦布置在活塞筒筒壁內周向均布，與錐體活塞弧面接觸，每個卡瓦由1個卡瓦剪釘連結，兩組卡瓦裝置由連接筒螺紋連接，止退管一端插入錐體活塞中心孔，一端固定于兩個活塞筒與連接筒連接形成的凹槽中，兩組卡瓦裝置通過軸向相對轉動，確保周向每個確定角度對應一個卡瓦，以應對隔水導管截面橢圓度的不同分布。

所述斜面體由柱狀金屬體經一組平面切割而成，斜面最上端是起始斜面，中間是主斜面，最下端是輔助斜面，斜面體下端是“T”型體結構，在“T”型體結構側面是兩個平行布置的銷軸孔，銷軸孔徑向外側分別布置鎖緊螺孔，在斜面體斜面背側是減重槽，平行斜面去除材料減重，斜面體中間部分呈板狀，斜面體中間是送入桿孔。

所述活塞筒大端內孔側面是錐體活塞工作面，工作面開放端內側布置插接接頭連接螺紋，螺紋下方是卡瓦支撐槽周向布置，卡瓦支撐槽截面矩形，貫穿筒壁，活塞筒小端外側是連接筒連接螺紋，端面是止退管懸掛面。

本發明的有益效果是，與常規斜向器技術相比，工具在錨定狀態卡瓦有更大的伸出外徑，工具本體與開窗筒體之間有更大的間隙，方便工具下井和鐵屑下落；由于兩組卡瓦裝置分別對應一個活塞筒、一個錐體活塞和一根止退管，可軸向相對轉動，確保座掛時有一組卡瓦避開管柱短軸方向，可以有效克服隔水導管橢圓度對錨定的不利影響，同時，工具零件的外形尺寸大小縮小到合理范圍，斜面體與插接接頭采用”T”型體結構和銷軸連接，工具加工和組裝難度大大降低。

附圖說明

附圖1是大直徑隔水導管開窗斜向器工具側面剖視結構圖；

附圖2是附圖1中局部放大視圖I；

附圖3是大直徑隔水導管開窗斜向器正面結構圖；

附圖4是附圖3中A-A處剖面圖；

附圖5是斜面體側視圖；

附圖6是斜面體正視圖。