[發明專利]無線自定向液壓一體式開窗側鉆工具

在審

• 申請號: 201911032564.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110748313A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 張欣悅;張嵐;劉寶振;鄒明;李峰;張中國;張凱峰
• 申請（專利權）人: 錦州清華機械有限公司
• 主分類號: E21B29/06
• 分類號: E21B29/06;E21B23/01;E21B23/08;E21B47/024;E21B47/18
• 代理公司: 21225 錦州遼西專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張旭存

一種無線自定向液壓一體式開窗側鉆工具，包括依次連接的空心銑錐、導斜器斜鐵和坐封錨定裝置，坐封錨定裝置包括缸套，設在缸套內的上、下錐形體以及連接上、下錐形體的限位管；在下錐形體的內孔下端設有坐封卡沿；在下錐形體內位于限位管與坐封卡沿之間設有閥芯和壓力彈簧，閥芯上端與下錐形體內孔間隙配合；閥芯下端在壓力彈簧的作用下與坐封卡沿之間形成流通間隙；當鉆井液排量達到或超過預定值時所述壓力彈簧被壓縮，所述閥芯被壓在坐封卡沿上使流通間隙封閉。該開窗側鉆工具不僅能夠循環鉆井液以便采用無線測井儀定向，而且在完成定向后能夠實現憋壓坐封，工作可靠；簡化定向作業，縮短定向時間。

技術領域

本發明屬于修井工具，特別涉及一種無線自定向液壓一體式開窗側鉆工具。

背景技術

開窗側鉆工具包括用于在井內進行開窗側鉆的導斜器和銑錐。傳統的開窗側鉆工具的導斜器和銑錐是兩套獨立的工具，而一體式開窗側鉆工具就是將安裝在傳統的導斜器斜鐵上的送入器換成了可以進行開窗磨銑作業的銑錐，即將導斜器和銑錐組合在一起的開窗側鉆工具。

由于絕大多數側鉆井都需要定向，而對于需要定向的側鉆井，一體式開窗側鉆工具在下井前必須在銑錐上安裝一個定位接頭，借助該定位接頭和陀螺儀來確定導斜器斜鐵斜面在井內的方位。該定位接頭是由用于連接鉆具和銑錐的接頭主體，同軸嵌套在接頭主體內的空心活塞體，沿徑向插入到活塞體內的定位鍵，安裝在空心活塞體上的兩組密封圈，垂直分布在接頭主體上的兩個用于固定活塞體的固定螺栓，以及用于調整活塞體角度的專用套筒組成。

作業時，需要將定位接頭接在銑錐上并用人力旋緊后，再用專用套筒調整活塞體角度使定位鍵正對導斜器斜鐵斜面中心線，然后旋緊固定螺栓使活塞體固定在接頭主體內從而固定定位鍵，由于受到現場施工條件和人力限制，上述操作不僅費工費力，而且定向誤差較大；此外在導斜器下井前在井口還要用液壓大鉗將導斜器與定位接頭加力旋緊，這樣又使定位鍵與導斜器斜面的相對位置發生了改變，因此還需要矯正，既增加了作業成本，也降低了作業效率。

為解決上述問題，公開號為CN206845130U的實用新型專利公開了一種自定向一體式開窗側鉆工具，包括依次同軸連接的空心銑錐、導斜器斜鐵和坐封錨定裝置，其特殊之處是：在銑錐上沿徑向固設有一個定位鍵，該定位鍵凸出銑錐內壁且與導斜器斜鐵的斜面中心線對正；所述定位鍵與用于確定導斜器斜鐵斜面方位的陀螺儀上的鍵槽相匹配。這樣開窗側鉆工具下井到位后可以直接用測井車下陀螺儀定向，無需定位接頭，工作可靠，既降低了材料成本和作業成本，也提高了作業效率。但由于陀螺儀為有線測井，不僅需要專用的測井車用電纜起下，而且測井準備和作業時間比較長，給側鉆施工帶來諸多不便。

隨著技術進步，無線測井即隨鉆測井技術日臻完善，有線測井系統逐步被無線測井系統如MWD和LWD所取代，而無線測井系統需要循環鉆井液才能將測井參數輸送到地面，因此用無線測井系統定向的前提條件是必須能循環鉆井液。

而目前國內外普遍使用的液壓固定式開窗側鉆工具有兩種：一種采用預置坐封球結構，這種開窗側鉆工具無法循環鉆井液，如上述的自定向一體式開窗側鉆工具，由于該工具一旦循環鉆井液就開始坐封，因此無法采用無線測井系統定向；另一種是后投坐封球的開窗側鉆工具，可以循環鉆井液但必須投入坐封球才能實現坐封，如公開號為CN102364029B公開的一體式開窗側鉆工具，這種工具若在鉆具內放置無線測井儀，坐封球就不能投放到位，造成無法實現坐封。正因為現有的液壓固定式開窗側鉆工具的結構問題，限制了無線測井儀在液壓開窗側鉆工具定向中的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種不僅能夠循環鉆井液以便采用無線測井儀定向，而且在完成定向后能夠實現憋壓坐封，工作可靠的無線自定向液壓一體式開窗側鉆工具。

本發明的技術方案如下：