專利名稱：超短半徑水平井柔性鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆井的特殊設(shè)備，特別是涉及一種用于定向鉆井的柔性鉆具。
背景技術(shù)：
目前，我國大部分老油田已進(jìn)入開發(fā)的中后期，主力區(qū)塊壓力系數(shù)越來越低，采用傳統(tǒng)鉆井方式開采經(jīng)濟(jì)性越來越差，如何利用鉆井手段提高剩余油開采效率，改善油田開發(fā)效果，降低開發(fā)成本和規(guī)避油田開發(fā)風(fēng)險已成為一個重要課題。現(xiàn)行的石油開采行業(yè)中， 其實施的小曲率大半徑、中半徑、短半徑都存在著成本高、鉆井周期長、效果不明顯等諸多缺點。在小井眼內(nèi)鉆超短半徑水平井，是國外20世紀(jì)80年代開始研究發(fā)展的新技術(shù)。主要是兩種方法一是用高壓噴射破巖，該工藝因為使用的是高壓水射流破巖鉆井，需要配備較多的地面專用設(shè)備和工具、成本較高、產(chǎn)出比失衡，而且受到巖性、井深和擴(kuò)超大直徑孔的限制，縮小了應(yīng)用范圍，并且這種方法還存在鉆出的水平井井眼結(jié)構(gòu)復(fù)雜無規(guī)律、鉆井周期長、使用壽命短、水平距離有限等缺陷；二是采用井下動力鉆具，必須是鉸接螺桿或渦輪， 其缺點是動力鉆具易損壞，成本高，造斜率受限，安全性不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種彎曲半徑小，成本低、操作簡便的超短半徑水平井柔性鉆具。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，包括上接頭、下接頭、彎曲外殼和若干柔性鉆桿單元，所述若干柔性鉆桿單元首尾相連并位于彎曲外殼內(nèi)，所述上接頭與最上端的柔性鉆桿單元固定連接，所述下接頭與最下端的柔性鉆桿單元固定連接，所述彎曲外殼上沿軸向均勻開設(shè)有若干周向缺口，其中所述每個柔性鉆桿單元包括球頭體、球座、上蓋和下蓋，所述球頭體的上端設(shè)置有球頭部，球頭體的下部通過花鍵與球座的上部傳動連接，所述上蓋套裝在球頭體中部和球座上部的外側(cè)，并通過內(nèi)表面的螺紋部分與球頭體中部和球座上部固定連接，所述下蓋上部內(nèi)表面通過螺紋部分固定連接在球座下部，所述球座下部的內(nèi)表面與下蓋下部內(nèi)表面分別設(shè)置有大致呈半球型的上凹槽和下凹槽，所述上凹槽和下凹槽容納了相鄰柔性鉆桿單元中球頭部，所述上凹槽的內(nèi)表面沿周向開設(shè)有若干通孔，所述球頭部上與通孔相對應(yīng)的位置處開設(shè)有內(nèi)凹槽，所述每個通孔內(nèi)安裝有鋼球，所述鋼球的一部分位于內(nèi)凹槽當(dāng)中，所述球座中部的外表面安裝有支撐軸承。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，其中所述下接頭通過一個下接頭球頭與最下端的柔性鉆桿單元相連接，所述下接頭球頭的上端設(shè)有下接頭球頭部，所述下接頭球頭位于最下端的柔性鉆桿單元的上凹槽和下凹槽當(dāng)中，所述下接頭球頭的下部與下接頭通過螺紋部分固定連接，所述彎曲外殼的下端固定連接有一段下殼體，所述下殼體位于下接頭球頭的外側(cè)，下殼體與下接頭球頭之間安裝有圓錐滾子軸承，下殼體與下接頭之間安裝有推力球軸承；[0006]所述上接頭的下端伸入彎曲外殼內(nèi)，與最上端的柔性鉆桿單元的球座通過花鍵傳動連接，并與最上端的柔性鉆桿單元的上蓋螺紋連接，所述彎曲外殼的上端固定連接有一段上殼體，所述上殼體位于上接頭的外側(cè)，上殼體與上接頭之間設(shè)置有調(diào)心球軸承。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，其中所述下蓋與球座螺紋連接的部分設(shè)置有限位銷，所述限位銷的內(nèi)端徑向穿過下蓋并位于球座內(nèi)。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，其中所述球頭部與上凹槽之間設(shè)置有第一密封圈。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，其中所述球頭體下端與球座之間設(shè)置有第
二密封圈。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具，其中所述彎曲外殼包括若干段分殼體，所述每段分殼體的兩端分別固定連接有左旋短接和右旋短接，所述相鄰的左旋短接和右旋短接通過接箍相連接。本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具采用上述技術(shù)方案后，使得最小彎曲半徑可以達(dá)到2. 2m，克服現(xiàn)有的水平井鉆井工具柔性差、轉(zhuǎn)彎曲率半徑大等缺點，運用該工具可以從原井眼在儲層段內(nèi)大斜率，即超短半徑鉆出長達(dá)20米以上的水平生產(chǎn)流道，有效增加泄油面積，提高采收率，可實現(xiàn)單層面多井眼及多層面多井眼，適合各種井眼條件和油藏類型。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的超短半徑水平井柔性鉆具作進(jìn)一步說明。
圖1為本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具上部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具下部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中I處的局部放大圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具包括上接頭1、下接頭2、 彎曲外殼3和若干柔性鉆桿單元4，若干柔性鉆桿單元4首尾相連并位于彎曲外殼3內(nèi)。結(jié)合圖3所示，每個柔性鉆桿單元4包括球頭體6、球座7、上蓋8和下蓋9，球頭體6的上端設(shè)置有球頭部10，球頭體6的下部通過花鍵11與球座7的上部傳動連接，球頭體6下端與球座 之間設(shè)置有第二密封圈27。上蓋8套裝在球頭體6中部和球座7上部的外側(cè)，并通過內(nèi)表面的螺紋部分與球頭體6中部和球座7上部固定連接，下蓋9上部內(nèi)表面通過螺紋部分固定連接在球座7下部，下蓋9與球座7螺紋連接的部分設(shè)置有限位銷25，限位銷25的內(nèi)端徑向穿過下蓋9并位于球座7內(nèi)，限位銷25用于將下蓋9與球座7緊密固定在一起， 防止下蓋9與球座7松脫。球座7下部的內(nèi)表面與下蓋9下部內(nèi)表面分別設(shè)置有大致呈半球型的上凹槽12和下凹槽13，上凹槽12和下凹槽13容納了相鄰柔性鉆桿單元4中球頭部10，上凹槽12的內(nèi)表面沿周向開設(shè)有8個通孔14，球頭部10上與通孔14相對應(yīng)的位置處開設(shè)有8個內(nèi)凹槽15，每個通孔14內(nèi)安裝有鋼球16，鋼球16的一部分位于內(nèi)凹槽15當(dāng)中，球頭部10與上凹槽12之間設(shè)置有第一密封圈26。球座7中部的外表面安裝有支撐軸承17，支撐軸承17用于將柔性鉆桿單元4支撐在彎曲外殼3內(nèi)。[0017]下接頭2通過一個下接頭球頭18與最下端的柔性鉆桿單元4”相連接，下接頭球頭18的上端設(shè)有下接頭球頭部19，下接頭球頭18位于最下端的柔性鉆桿單元4”的上凹槽12”和下凹槽13”當(dāng)中，下接頭球頭18的下部與下接頭2通過螺紋部分固定連接，彎曲外殼3的下端固定連接有一段下殼體20，下殼體20位于下接頭球頭18的外側(cè)，下殼體20 與下接頭球頭18之間安裝有圓錐滾子軸承21，下殼體20與下接頭2之間安裝有推力球軸承22。上接頭1的下端伸入彎曲外殼3內(nèi)，與最上端的柔性鉆桿單元4’的球座7通過花鍵傳動連接，并與最上端的柔性鉆桿單元4’的上蓋8’螺紋連接，彎曲外殼3的上端固定連接有一段上殼體23，上殼體23位于上接頭1的外側(cè)，上殼體23與上接頭1之間設(shè)置有調(diào)心球軸承M。彎曲外殼3包括若干段分殼體觀，分殼體28上沿軸向均勻開設(shè)有若干周向缺口 5，使整個鉆具能夠?qū)崿F(xiàn)向周向缺口 5—側(cè)進(jìn)行定向彎曲，每段分殼體觀的兩端分別固定連接有左旋短接四和右旋短接30，相鄰的左旋短接四和右旋短接30通過接箍31相連接。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超短半徑水平井柔性鉆具，包括上接頭(1)、下接頭O)、彎曲外殼⑶和若干柔性鉆桿單元G)，所述若干柔性鉆桿單元(4)首尾相連并位于彎曲外殼(3)內(nèi)，所述上接頭(1)與最上端的柔性鉆桿單元G’)固定連接，所述下接頭( 與最下端的柔性鉆桿單元 (4")固定連接，所述彎曲外殼C3)上沿軸向均勻開設(shè)有若干周向缺口(5)，其特征在于所述每個柔性鉆桿單元(4)包括球頭體(6)、球座(7)、上蓋(8)和下蓋(9)，所述球頭體(6) 的上端設(shè)置有球頭部(10)，球頭體(6)的下部通過花鍵(11)與球座(7)的上部傳動連接， 所述上蓋(8)套裝在球頭體(6)中部和球座(7)上部的外側(cè)，并通過內(nèi)表面的螺紋部分與球頭體(6)中部和球座(7)上部固定連接，所述下蓋(9)上部內(nèi)表面通過螺紋部分固定連接在球座(7)下部，所述球座(7)下部的內(nèi)表面與下蓋(9)下部內(nèi)表面分別設(shè)置有大致呈半球型的上凹槽(1 和下凹槽(13)，所述上凹槽(1 和下凹槽(1 容納了相鄰柔性鉆桿單元(4)中球頭部(10)，所述上凹槽(1 的內(nèi)表面沿周向開設(shè)有若干通孔(14)，所述球頭部(10)上與通孔(14)相對應(yīng)的位置處開設(shè)有內(nèi)凹槽(15)，所述每個通孔(14)內(nèi)安裝有鋼球(16)，所述鋼球(16)的一部分位于內(nèi)凹槽(15)當(dāng)中，所述球座(7)中部的外表面安裝有支撐軸承(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短半徑水平井柔性鉆具，其特征在于所述下接頭(2)通過一個下接頭球頭(18)與最下端的柔性鉆桿單元G”)相連接，所述下接頭球頭(18)的上端設(shè)有下接頭球頭部(19)，所述下接頭球頭(18)位于最下端的柔性鉆桿單元G”)的上凹槽(12”)和下凹槽(13”)當(dāng)中，所述下接頭球頭(18)的下部與下接頭(2)通過螺紋部分固定連接，所述彎曲外殼(3)的下端固定連接有一段下殼體(20)，所述下殼體00)位于下接頭球頭(18)的外側(cè)，下殼體00)與下接頭球頭(18)之間安裝有圓錐滾子軸承(21)，下殼體00)與下接頭(2)之間安裝有推力球軸承02)；所述上接頭(1)的下端伸入彎曲外殼(3)內(nèi)，與最上端的柔性鉆桿單元(4’ )的球座 (7’ )通過花鍵傳動連接，并與最上端的柔性鉆桿單元(4’ )的上蓋(8’ )螺紋連接，所述彎曲外殼(3)的上端固定連接有一段上殼體(23)，所述上殼體位于上接頭(1)的外側(cè)， 上殼體與上接頭(1)之間設(shè)置有調(diào)心球軸承04)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超短半徑水平井柔性鉆具，其特征在于所述下蓋(9)與球座(7)螺紋連接的部分設(shè)置有限位銷(25)，所述限位銷05)的內(nèi)端徑向穿過下蓋(9)并位于球座(7)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超短半徑水平井柔性鉆具，其特征在于所述球頭部(10)與上凹槽(12)之間設(shè)置有第一密封圈06)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超短半徑水平井柔性鉆具，其特征在于所述球頭體(6)下端與球座(7)之間設(shè)置有第二密封圈07)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超短半徑水平井柔性鉆具，其特征在于所述彎曲外殼(3) 包括若干段分殼體( )，所述每段分殼體08)的兩端分別固定連接有左旋短接09)和右旋短接(30)，所述相鄰的左旋短接09)和右旋短接(30)通過接箍(31)相連接。
專利摘要本實用新型超短半徑水平井柔性鉆具涉及一種鉆井的特殊設(shè)備。其目的是為了提供一種彎曲半徑小，成本低、操作簡便的超短半徑水平井柔性鉆具。本實用新型包括上接頭、下接頭、彎曲外殼和若干柔性鉆桿單元，其中每個柔性鉆桿單元包括球頭體、球座、上蓋和下蓋，球頭體的上端設(shè)置有球頭部，球頭體與球座傳動連接，上蓋通過內(nèi)表面的螺紋部分與球頭體和球座固定連接，下蓋內(nèi)表面通過螺紋部分固定連接在球座下部，球座下部的內(nèi)表面與下蓋下部內(nèi)表面分別設(shè)置有大致呈半球型的上凹槽和下凹槽，上凹槽和下凹槽容納了相鄰的球頭部，上凹槽的內(nèi)表面開設(shè)有若干通孔，球頭部開設(shè)有內(nèi)凹槽，每個通孔內(nèi)安裝有鋼球，鋼球的一部分位于內(nèi)凹槽當(dāng)中。
文檔編號E21B17/20GK202047748SQ20112011462
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者趙海濤, 韓新宇 申請人:北京百利時能源技術(shù)有限責(zé)任公司