本發(fā)明涉及油氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)管開窗工具。

背景技術(shù)：

套管開窗側(cè)鉆工藝技術(shù)經(jīng)過多年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和逐步發(fā)展，形成了鍛銑式和斜向器式套管開窗側(cè)鉆工藝，提高了老井利用率和開發(fā)效果，節(jié)約了鉆井費(fèi)用和地面建井費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。應(yīng)用連續(xù)管及配套工具完成側(cè)鉆作業(yè)是一種新型開窗工藝方法，具有起下鉆速度快、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。使用連續(xù)管下入側(cè)鉆工具節(jié)省了大量接單根施工時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)老井利用、節(jié)省施工周期、降低作業(yè)成本的重要途徑，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

目前，應(yīng)用連續(xù)管進(jìn)行套管開窗側(cè)鉆面臨連續(xù)管不能承受扭矩、動(dòng)力鉆具能量較低以及斜向器磨損嚴(yán)重等問題。常規(guī)的套管側(cè)鉆工藝一般使用轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)、頂驅(qū)鉆機(jī)或修井機(jī)鉆頭，在側(cè)鉆開窗過程中，動(dòng)力鉆具的反扭矩由鉆桿傳遞給連續(xù)管，由于連續(xù)管的管壁較薄，不能承受扭矩和壓力，容易出現(xiàn)連續(xù)管損壞的問題；動(dòng)力鉆具的功率決定了銑鞋磨銑套管的能量大小，為提高磨銑套管的效率，在側(cè)鉆作業(yè)中使用的銑鞋一般具有很強(qiáng)的切削能力，在套管開窗側(cè)鉆的過程中，套管和斜向器同時(shí)受到銑鞋的切削，由于斜向器的硬度較高，銑鞋的磨損比較嚴(yán)重，影響了銑鞋力學(xué)特性，造成水力能量損失和銑鞋的過渡磨損；側(cè)鉆工藝結(jié)束后，斜向器由于磨損嚴(yán)重不能再次使用，造成斜向器浪費(fèi)，并提高了側(cè)鉆工藝的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種可以避免切削斜向器、減少銑鞋磨損的連續(xù)管開窗工具。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種連續(xù)管開窗工具，包括斜向器和鉆具組件，所述鉆具組件包括動(dòng)力鉆具和銑鞋，所述動(dòng)力鉆具的一端連接所述銑鞋，所述動(dòng)力鉆具固定有偏心結(jié)構(gòu)，所述偏心機(jī)構(gòu)可沿所述斜向器的造斜面滑動(dòng)。

其中，所述動(dòng)力鉆具和所述銑鞋通過柔性短節(jié)連接。

其中，所述偏心結(jié)構(gòu)向所述造斜面凸設(shè)有滑塊，所述造斜面設(shè)置有沿所述造斜面的長度方向延伸的滑槽，所述滑塊可沿所述滑槽滑動(dòng)。

其中，所述偏心結(jié)構(gòu)為套設(shè)在所述動(dòng)力鉆具外的套筒，所述套筒與所述動(dòng)力鉆具通過螺釘固定，所述螺釘?shù)念^部形成所述滑塊，所述螺釘?shù)念^部沿所述滑槽滑動(dòng)。

其中，還包括承扭機(jī)構(gòu)，所述承扭機(jī)構(gòu)包括承扭短節(jié)及承扭套筒，所述承扭短節(jié)與所述動(dòng)力鉆具連接，所述承扭套筒套設(shè)于所述承扭短節(jié)外并與所述斜向器固定，所述承扭短節(jié)與所述承扭套筒滑動(dòng)連接。

其中，所述承扭套筒的側(cè)壁上設(shè)置有沿所述承扭套筒的軸向方向延伸的鍵槽以及螺旋滑槽，所述鍵槽與所述螺旋滑槽連接，所述承扭短節(jié)上設(shè)置有平鍵，所述平鍵沿所述螺旋滑槽滑入所述鍵槽內(nèi)。

其中，所述承扭機(jī)構(gòu)還包括相互連接的防扭短節(jié)和油管，所述防扭短節(jié)連接送入機(jī)構(gòu)，所述油管連接承扭短節(jié)。

其中，所述送入機(jī)構(gòu)包括連續(xù)管及井下牽引器，所述連續(xù)管和井下牽引器通過連續(xù)管接頭連接，所述井下牽引器通過安全接頭與所述防扭短節(jié)連接。

其中，所述斜向器與所述承扭套筒通過螺釘或焊接固定。

其中，所述斜向器的底端連接有錨定短節(jié)。

有益效果：本發(fā)明提供了一種連續(xù)管開窗工具，包括斜向器和鉆具組件，所述鉆具組件包括動(dòng)力鉆具和銑鞋，所述動(dòng)力鉆具的一端連接所述銑鞋，所述動(dòng)力鉆具固定有偏心結(jié)構(gòu)，所述偏心機(jī)構(gòu)可沿所述斜向器的造斜面滑動(dòng)。在銑鞋切削套管側(cè)部時(shí)，動(dòng)力鉆具沿斜向器的造斜面滑動(dòng)，使得銑鞋的運(yùn)動(dòng)軌跡平行于造斜面，銑鞋與造斜面之間始終存在一定距離，防止銑鞋切削斜向器，減少銑鞋的磨損，從而避免部件浪費(fèi)，降低套管開窗的成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的連續(xù)管開窗工具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的連續(xù)管開窗工具下入套管內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中b處的局部放大圖；

圖4是本發(fā)明提供的斜向器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中a-a向剖視圖。

其中：

1、斜向器；11、造斜面；12、滑槽；

21、動(dòng)力鉆具；22、銑鞋；23、偏心結(jié)構(gòu)；231、滑塊；24、柔性短節(jié)；

31、承扭套筒；32、承扭短節(jié)；33、防扭短節(jié)；34、油管；

41、連續(xù)管；42、井下牽引器；43、連續(xù)管接頭；44、安全接頭；

5、套管；6、錨定短節(jié)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明提供了一種連續(xù)管開窗工具，包括斜向器1和鉆具組件，鉆具組件包括動(dòng)力鉆具21和銑鞋22，動(dòng)力鉆具21的一端連接銑鞋22，動(dòng)力鉆具21固定有偏心結(jié)構(gòu)23，偏心機(jī)構(gòu)23可沿斜向器1的造斜面11滑動(dòng)。在銑鞋22切削套管5側(cè)部時(shí)，動(dòng)力鉆具21沿斜向器1的造斜面11滑動(dòng)，使得銑鞋22的運(yùn)動(dòng)軌跡平行于造斜面11，銑鞋22與造斜面11之間始終存在一定距離，防止銑鞋22切削斜向器1，減少銑鞋22的磨損，從而避免部件浪費(fèi)，降低套管5開窗的成本。

本發(fā)明提供的連續(xù)管開窗工具包括送入機(jī)構(gòu)、承扭機(jī)構(gòu)、鉆具組件以及由斜向器1和錨定短節(jié)6組成的錨定機(jī)構(gòu)。套管5側(cè)鉆開窗之前，將錨定機(jī)構(gòu)下入井筒的開窗點(diǎn)后固定，以便于鉆具組件的定位。錨定機(jī)構(gòu)定位完成后，承扭機(jī)構(gòu)和鉆具組件依次連接后，送入機(jī)構(gòu)將承扭機(jī)構(gòu)和鉆具組件通過井口平穩(wěn)的下入井眼中，當(dāng)鉆具組件接近開窗位置時(shí)，下入的速度應(yīng)小于0.5m/s，以保證承扭組件和鉆具工具始終處于正確的安裝位置及運(yùn)行軌跡。

具體而言，鉆具組件包括動(dòng)力鉆具21及銑鞋22，銑鞋22安裝于動(dòng)力鉆具21的下端，銑鞋22是套銑工具的配套工具，用于切削套管5，完成套管5側(cè)部開窗。動(dòng)力鉆具21與銑鞋22可以通過柔性短節(jié)24連接，柔性短節(jié)24為可旋轉(zhuǎn)的柔性短節(jié)24，柔性短節(jié)24可以調(diào)整鉆具組件的力學(xué)性能，通過調(diào)整柔性短節(jié)24的抗彎剛度可以改變銑鞋22在開窗時(shí)的轉(zhuǎn)角和側(cè)向力，以便更好按照需要的角度和力度切削套管5。

動(dòng)力鉆具21設(shè)置的偏心結(jié)構(gòu)23可以是套設(shè)在動(dòng)力鉆具21外的套筒，套筒與動(dòng)力鉆具21固定，防止套筒沿動(dòng)力鉆具21的周向轉(zhuǎn)動(dòng)或沿軸向滑動(dòng)，偏心機(jī)構(gòu)23沿斜向器1的造斜面11滑動(dòng)可以通過相互配合的滑槽12和滑塊231實(shí)現(xiàn)。偏心結(jié)構(gòu)23可以向造性面的方向凸設(shè)有滑塊231，斜向器1的造斜面11上可以設(shè)置有與滑塊231配合的滑槽12，滑槽12沿造斜面11的長度方向延伸。工作時(shí)，偏心結(jié)構(gòu)23的滑塊231沿滑槽12移動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)力鉆具21沿造斜面11向下移動(dòng)，由于造斜面11是相對(duì)套管5的軸向方向具有一定斜度的表面，因此可以是銑鞋22沿一定的角度切削套管5側(cè)壁，完成套管5的側(cè)開窗。設(shè)置偏心結(jié)構(gòu)23可以使銑鞋22的移動(dòng)軌跡始終平行造斜面11，銑鞋22與造斜面11之間始終具有一定的距離，可以防止銑鞋22和造斜面11接觸切削造斜面11，減少銑鞋22的磨損，斜向器1也可以重復(fù)使用，從而避免部件浪費(fèi)，降低套管5開窗的成本。在此基礎(chǔ)上，偏心結(jié)構(gòu)23與動(dòng)力鉆具21可以通過螺釘固定，并且螺釘?shù)念^部可以作為滑塊231使用，工作時(shí)，螺釘?shù)念^部嵌入滑槽12內(nèi)并沿滑槽12滑動(dòng)，既可以實(shí)現(xiàn)偏心結(jié)構(gòu)23與動(dòng)力鉆具21的固定，又可以使銑鞋22平行于造斜面11運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。偏心結(jié)構(gòu)23和動(dòng)力鉆具21可以通過多個(gè)螺釘固定，多個(gè)螺釘可以沿動(dòng)力鉆具21的軸向方向排列，并均與造斜面11的滑槽12配合滑動(dòng)，一方面可以增加偏心結(jié)構(gòu)23和動(dòng)力鉆具21固定的牢固性，另一方面可以提高偏心結(jié)構(gòu)23沿滑槽12滑動(dòng)的可靠性，可以避免單個(gè)螺釘脫離滑槽12，進(jìn)一步避免銑鞋22切削造斜面11。但螺釘?shù)臄?shù)量不宜過多，螺釘數(shù)量太多增加了螺釘與滑槽12的定位精度，綜合考慮上述因素，本實(shí)施例中的螺釘?shù)臄?shù)量為兩個(gè)。

連續(xù)管開窗工具在開窗過程中，鉆具組件的切削套管5時(shí)產(chǎn)生的反扭矩會(huì)向上傳遞至送入機(jī)構(gòu)中的連續(xù)管41，由于連續(xù)管41的管壁較薄，不能承受切削時(shí)產(chǎn)生的反扭矩，因此，本發(fā)明中的連續(xù)管開窗工具還包括承扭機(jī)構(gòu)，承扭機(jī)構(gòu)包括承扭短節(jié)32及承扭套筒31，承扭短節(jié)32與動(dòng)力鉆具21連接，承扭套筒31套設(shè)于承扭短節(jié)32外并與斜向器1固定，承扭套筒31與斜向器1可以通過螺釘固定或焊接固定，隨錨定機(jī)構(gòu)固定在井內(nèi)開窗的位置，承扭短節(jié)32與承扭套筒31滑動(dòng)連接。

具體而言，承扭短節(jié)32和承扭套筒31通過平鍵和鍵槽連接，并且承扭短節(jié)32通過平鍵和鍵槽可以沿承扭套筒31滑動(dòng)，承扭套筒31的側(cè)壁上設(shè)置有沿承扭套筒31的軸向方向延伸的鍵槽以及螺旋滑槽12，鍵槽與螺旋滑槽12連接，當(dāng)送入機(jī)構(gòu)向下送入承扭機(jī)構(gòu)和鉆具組件時(shí)，承扭短節(jié)32上固定的平鍵首先滑入螺旋滑槽12，平鍵在螺旋滑槽12內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)承扭短節(jié)32轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)平鍵有螺旋滑槽12滑入鍵槽時(shí)，完成承扭短節(jié)32與承扭套筒31的安裝，工作時(shí)，承扭短節(jié)32和承扭套筒31周向位置固定，承扭短節(jié)32只可沿鍵槽相對(duì)承扭套筒31滑動(dòng)，不可以相對(duì)承扭套筒31轉(zhuǎn)動(dòng)。承扭短節(jié)32和承扭套筒31的安裝方式，可以限制動(dòng)力鉆具21的轉(zhuǎn)動(dòng)，銑鞋22切削時(shí)產(chǎn)生的反扭矩由動(dòng)力鉆具21傳遞至承扭套筒31和承扭短節(jié)32，防止反扭矩繼續(xù)向上傳遞，避免連續(xù)管41破損，提高連續(xù)管41的使用壽命。

承扭機(jī)構(gòu)還包括相互連接的防扭短節(jié)33和油管34，防扭短節(jié)33連接送入機(jī)構(gòu)，油管34連接承扭短節(jié)32。在承扭機(jī)構(gòu)和鉆具組件下入井底的過程中，鉆具組件和承扭短節(jié)32等會(huì)旋轉(zhuǎn)，防扭短節(jié)33用于阻止鉆具組件和承扭短節(jié)32在下入過程中將扭矩傳遞至連續(xù)管41，進(jìn)一步避免連續(xù)管41破損，提高連續(xù)管41的使用壽命。此外，防扭短節(jié)33中還設(shè)置有密封裝置，可以防止鉆井液泄漏。

本發(fā)明中送入機(jī)構(gòu)包括連續(xù)管41及井下牽引器42，連續(xù)管41和井下牽引器42通過連續(xù)管接頭43連接，井下牽引器42通過安全接頭44與防扭短節(jié)33連接。安全接頭44可以在緊急情況下斷開與防扭短節(jié)33的連接，井下牽引器42在銑鞋22開窗過程中支撐在井壁上，給銑鞋22提供鉆壓，推動(dòng)鉆具組件沿井眼軸線方向移動(dòng)；在側(cè)鉆的窗口完成后，井下牽引器42向上提起連續(xù)管41，從而起出連續(xù)管開窗工具，結(jié)束側(cè)鉆開窗。

本發(fā)明提供的連續(xù)管開窗工具的具體工作過程如下：

(1)將承扭套筒31和由斜向器1和錨定短節(jié)6組成的錨定機(jī)構(gòu)下入井內(nèi)，并固定在需要開窗的位置處；

(2)將送入機(jī)構(gòu)、承扭機(jī)構(gòu)以及鉆具組件依次連接，連接完畢后送入機(jī)構(gòu)將鉆具組件通過進(jìn)口平穩(wěn)的進(jìn)入井眼中，當(dāng)鉆具組件的底部即銑鞋22靠近開窗位置時(shí)，降低下入速度，并控制在0.5m/s，以便將銑鞋22送入承扭套筒31內(nèi)；

(3)承扭短節(jié)32上的平鍵進(jìn)入承扭套筒31上的螺旋滑槽12后，通過旋轉(zhuǎn)將平鍵送入鍵槽內(nèi)，完成承扭短節(jié)32與承扭套筒31的安裝；

(4)井下牽引器42支撐在井壁上，推動(dòng)鉆具組件沿井眼軸線方向移動(dòng)并為鉆具組件提供鉆壓，動(dòng)力鉆具21通過偏心結(jié)構(gòu)23帶動(dòng)銑鞋22沿斜向器1的造斜面11滑動(dòng)，銑鞋22與套管5接觸，井上的泥漿泵開始向井內(nèi)循環(huán)通入鉆井液，動(dòng)力鉆具21輸出扭矩，帶動(dòng)銑鞋22切削套管5；

(5)當(dāng)銑鞋22完全移出套管5后，套管5的側(cè)部開窗完成，井下牽引器42向上提起連續(xù)管41，從而起出連續(xù)管開窗工具，結(jié)束側(cè)鉆開窗。

本發(fā)明提供的連續(xù)管開窗工具可以避免銑鞋22切削套管5時(shí)切削斜向器1，避免斜向器1損壞，減少部件浪費(fèi)；同時(shí)，可以減少銑鞋22的磨損，提高銑鞋22的使用壽命，降低套管5側(cè)開窗的成本；通過調(diào)整偏心結(jié)構(gòu)23的在動(dòng)力鉆具21的安裝位置，還可以調(diào)整銑鞋22的力學(xué)特性；通過承扭機(jī)構(gòu)可以避免連續(xù)管41承受切削時(shí)的方扭矩，避免連續(xù)管41損壞；在側(cè)鉆開窗過程中，連續(xù)管開窗工具的工作阻力小、銑鞋22力學(xué)特性可控、工作性能可靠。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。