本發(fā)明涉及一種開窗側(cè)鉆工具及其開窗方法，屬于井下開窗技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

開窗側(cè)鉆工具包括用于在井內(nèi)進(jìn)行開窗側(cè)鉆的銑柱、造斜器和錨定器。傳統(tǒng)的開窗側(cè)鉆工具的造斜器和銑柱是兩套獨(dú)立的工具，在開窗側(cè)鉆作業(yè)時(shí)先將造斜器接在送入器上并用鉆具下到井內(nèi)預(yù)定位置，按側(cè)鉆設(shè)計(jì)要求調(diào)整好造斜器斜面方位，再通過錨定器坐封使造斜器固定于井內(nèi)，然后通過旋轉(zhuǎn)或拉壓鉆具使送入器與造斜器分離，再起出鉆具和送入器并換上銑柱進(jìn)行開窗作業(yè)。由于側(cè)鉆井都比較深，因而每一趟起下鉆不僅作業(yè)時(shí)間長、成本高，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。此外，傳統(tǒng)的錨定器錨定后其卡瓦無法縮回，導(dǎo)致錨定器不能回收，必須用磨鞋工具將其磨銑掉，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，更不節(jié)約成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、開窗效率高、并可重復(fù)使用的開窗側(cè)鉆工具及其開窗方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種開窗側(cè)鉆工具，包括銑柱以及連接在銑柱上的開窗鉆頭，所述的開窗鉆頭通過第一剪釘與造斜器連接，造斜器的下端與液壓錨定器的心軸上端通過鉆桿螺紋連接；在開窗鉆頭以及銑柱內(nèi)設(shè)置有相互連通的水眼孔，在開窗鉆頭的下端設(shè)置有與其水眼孔連通的第一銅管，第一銅管通過銅管轉(zhuǎn)換接頭與造斜器上的第二銅管連接，第二銅管再與第三銅管連接，第三銅管與心軸內(nèi)的水眼孔相連通；在心軸的上端套有限位套，在心軸的外壁上位于限位套的下側(cè)設(shè)置有限位凸臺，在心軸上還套有與限位套通過螺紋連接的可以上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)套，限位凸臺位于限位套和驅(qū)動(dòng)套之間，因此可以限定驅(qū)動(dòng)套上下移動(dòng)的距離；在心軸的側(cè)壁上位于限位凸臺的下端設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)套內(nèi)腔連通的注漿孔，驅(qū)動(dòng)套的下端與套在心軸上的卡瓦錐體螺紋連接，在卡瓦錐體的外壁上設(shè)置有卡瓦套，在心軸的下端通過第二剪釘與卡瓦套固定；所述卡瓦套在外壁上均勻地開設(shè)了3個(gè)斜窗口，3個(gè)卡瓦分別安放在卡瓦套的3個(gè)斜窗口內(nèi)，而卡瓦與卡瓦錐體是通過燕尾槽連接，當(dāng)卡瓦錐體在心軸上左右移動(dòng)時(shí)，3個(gè)卡瓦會(huì)同時(shí)被拉入或被推出卡瓦套，而在初始狀態(tài)，卡瓦錐體被第四剪釘固定在卡瓦套內(nèi)部，此時(shí)卡瓦是處于被拉入卡瓦套的狀態(tài)；所述卡瓦套的上端與防退套的下端螺紋連接，在防退套的內(nèi)壁設(shè)置有第一防退螺紋齒；在驅(qū)動(dòng)套右側(cè)的鎖環(huán)外壁上設(shè)置有與防退套內(nèi)壁的第一防退螺紋齒相配合的第二防退螺紋齒，鎖環(huán)設(shè)置在擋環(huán)和驅(qū)動(dòng)套右端臺階之間，擋環(huán)通過第三剪釘固定在驅(qū)動(dòng)套上。

所述的開窗鉆頭上位于第一剪釘?shù)囊粋?cè)設(shè)置有防掉螺堵。

所述造斜器上從上至下設(shè)置有斜度逐級增加的臺階斜面。

所述造斜器的上端外壁上設(shè)置有安裝第二銅管的溝槽。

所述第三銅管的內(nèi)徑大于第一銅管以及第二銅管的內(nèi)徑。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種上述開窗側(cè)鉆工具的開窗方法，包括以下步驟：

(a)首先將開窗側(cè)鉆工具下入到需要開窗作業(yè)的位置，然后向銑柱內(nèi)腔打入高壓泥漿，高壓泥漿通過開窗鉆頭上的銅管將壓力傳給液壓錨定器的心軸內(nèi)的水眼孔，泥漿壓力通過心軸上的注漿孔將壓力傳遞到驅(qū)動(dòng)套上，驅(qū)動(dòng)套將第四剪釘剪斷后帶動(dòng)限位套、鎖環(huán)、擋環(huán)以及3個(gè)卡瓦一起向下移動(dòng)，在卡瓦套的3個(gè)斜窗口的導(dǎo)向作用下，3個(gè)卡瓦卡瓦同時(shí)張開并緊緊地錨定于套管內(nèi)壁；

(b)錨定好后下放鉆桿，通過鉆桿的下壓重量剪斷用于連接開窗鉆頭和造斜器的第一剪釘，使開窗鉆頭可以相對于造斜器轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開窗工作，直至套管開窗作業(yè)的完成；

(c)開窗之后起鉆，提起用于開窗的開窗鉆頭，然后用專門用于破巖的鉆頭下井，進(jìn)行接下來的鉆井工作。

上述方法中，當(dāng)液壓錨定器錨定成功后，旋轉(zhuǎn)鉆桿，帶動(dòng)液壓錨定器上的心軸旋轉(zhuǎn)，使鎖環(huán)旋入防退套內(nèi)，并使鎖環(huán)和防退套之間的防退螺紋齒互相嚙合，從而使被第三剪釘固定的驅(qū)動(dòng)套以及與之相連的卡瓦錐體都無法回退，使與卡瓦錐體通過燕尾槽連接的3個(gè)卡瓦都無法后退松脫，這樣即使在停止注漿的情況下，液壓錨定器上的卡瓦依然能夠緊緊地錨定于套管內(nèi)壁。

上述方法中，當(dāng)開窗作業(yè)的完成之后需要打撈造斜器以及液壓錨定器時(shí)，首先采用打撈工具勾住造斜器頂端的打撈溝槽并上提，造斜器和液壓錨定器在撈鉤的上提作用力下，其心軸與卡瓦套之間的第二剪釘被剪斷，使心軸上的限位凸臺向上移動(dòng)，并且隨后帶動(dòng)限位套向上移動(dòng)，從而給驅(qū)動(dòng)套、卡瓦錐體、卡瓦施加了上提力，在上提力的作用下，驅(qū)動(dòng)套隨即剪斷被鎖環(huán)和擋環(huán)阻礙移動(dòng)的第三剪釘，第三剪釘被剪斷后驅(qū)動(dòng)套、卡瓦錐體立即向上移動(dòng)，卡瓦立刻收回于卡瓦套內(nèi)部，最后便可將造斜器以及液壓錨定器一起取出。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明將開窗鉆頭、造斜器以及液壓錨定器連接在一起，開窗時(shí)將其一起放入井內(nèi)，一趟工序便可完成錨定和開窗作業(yè)，起下鉆作業(yè)時(shí)間短、成本低，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，本發(fā)明的液壓錨定器錨在開窗作業(yè)完成后還可以進(jìn)行解錨，使卡瓦向內(nèi)縮回，從而將液壓錨定器回收，不僅節(jié)約成本，而且不用再下第二趟井去專門打撈錨定器，大大提高了鉆井效率，節(jié)省了鉆井成本，取出的錨定器和造斜器還可二次重復(fù)使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是液壓錨定器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-銑柱、2-開窗鉆頭、3-防掉螺堵、4-第一剪釘、5-第一銅管、6-造斜器、7-銅管轉(zhuǎn)換接頭、8-第二銅管、9-臺階斜面，10-第三銅管，11-轉(zhuǎn)換接頭，12-心軸，13-限位套，14-驅(qū)動(dòng)套，15-鎖環(huán)，16-擋環(huán)，17-第三剪釘，18-防退套，19-卡瓦套，20-卡瓦錐體，21-第四剪釘，22-卡瓦，23-第二剪釘，24-絲堵，25-注漿孔，26-排氣孔，27-限位凸臺，28-打撈溝槽。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明的實(shí)施例：開窗側(cè)鉆工具如圖1及圖2所示，包括銑柱1以及連接在銑柱1上的開窗鉆頭2，所述的開窗鉆頭2通過第一剪釘4與造斜器6連接，造斜器6的下端與液壓錨定器的心軸12上端通過鉆桿螺紋連接，所述的開窗鉆頭2上位于第一剪釘4的一側(cè)設(shè)置有防掉螺堵3；在開窗鉆頭2以及銑柱1內(nèi)設(shè)置有相互連通的水眼孔，在開窗鉆頭2的下端設(shè)置有與其水眼孔連通的第一銅管5，第一銅管5通過銅管轉(zhuǎn)換接頭7與造斜器6上的第二銅管8連接，第二銅管8再與第三銅管10連接，第三銅管10與心軸12內(nèi)的水眼孔相連通，所述第三銅管10的內(nèi)徑大于第一銅管5以及第二銅管8的內(nèi)徑，所述造斜器6上從上至下設(shè)置有斜度逐級增加的臺階斜面9，同時(shí)在造斜器6的上端外壁上設(shè)置有安裝第二銅管8的溝槽，第二銅管8固定安裝在溝槽內(nèi)；在心軸12的上端套有限位套13，在心軸12的外壁上位于限位套13的下側(cè)設(shè)置有限位凸臺27，在心軸12上還套有與限位套13通過螺紋連接的可以上下滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)套14，限位凸臺18位于限位套13和驅(qū)動(dòng)套14之間，因此可以限定驅(qū)動(dòng)套14上下移動(dòng)的距離；在心軸12的側(cè)壁上位于限位凸臺27的下端設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)套14內(nèi)腔連通的注漿孔25，驅(qū)動(dòng)套14的下端與套在心軸12上的卡瓦錐體20螺紋連接，在卡瓦錐體20的外壁上設(shè)置有卡瓦套19，在心軸12的下端通過第二剪釘23與卡瓦套19固定；所述卡瓦套19在外壁上均勻地開設(shè)了3個(gè)斜窗口，3個(gè)卡瓦22分別安放在卡瓦套19的3個(gè)斜窗口內(nèi)，而卡瓦22與卡瓦錐體20是通過燕尾槽連接，當(dāng)卡瓦錐體20在心軸12上左右移動(dòng)時(shí)，3個(gè)卡瓦22會(huì)同時(shí)被拉入或被推出卡瓦套19，而在初始狀態(tài)，卡瓦錐體20被第四剪釘21固定在卡瓦套19內(nèi)部，此時(shí)卡瓦22是處于被拉入卡瓦套19的狀態(tài)；所述卡瓦套19的上端與防退套18的下端螺紋連接，在防退套18的內(nèi)壁設(shè)置有第一防退螺紋齒；在驅(qū)動(dòng)套14右側(cè)的鎖環(huán)15外壁上設(shè)置有與防退套18內(nèi)壁的第一防退螺紋齒相配合的第二防退螺紋齒，鎖環(huán)15設(shè)置在擋環(huán)16和驅(qū)動(dòng)套14右端臺階之間，擋環(huán)16通過第三剪釘17固定在驅(qū)動(dòng)套14上。

采用上述開窗側(cè)鉆工具進(jìn)行開窗作業(yè)時(shí)，可采用以下步驟進(jìn)行：

(1)首先將開窗側(cè)鉆工具下入到需要開窗作業(yè)的位置，然后向銑柱1內(nèi)腔打入高壓泥漿，高壓泥漿通過開窗鉆頭2上的銅管將壓力傳給液壓錨定器的心軸12水眼孔，泥漿壓力通過注漿孔25將壓力傳遞到驅(qū)動(dòng)套14上，驅(qū)動(dòng)套14將第四剪釘21剪斷后帶動(dòng)限位套13、鎖環(huán)15、擋環(huán)16以及3個(gè)卡瓦22一起向下移動(dòng)，在卡瓦套19的3個(gè)斜窗口的導(dǎo)向作用下，3個(gè)卡瓦22同時(shí)張開，并緊緊地錨定于套管內(nèi)壁；由于驅(qū)動(dòng)套14的帶動(dòng)，鎖環(huán)15被壓入防退套18，使鎖環(huán)15和防退套18之間的防退螺紋互相嚙合，從而使被第三剪釘17固定的驅(qū)動(dòng)套14以及與之相連的卡瓦錐體20都無法回退，從而與卡瓦錐體20通過燕尾槽連接的3個(gè)卡瓦22都無法后退松脫，即使在停止注漿的情況下，液壓錨定器上的卡瓦22依然能夠緊緊地錨定于套管內(nèi)壁，除非第三剪釘17在人為的操作下通過上提造斜器6使之被剪斷。

(2)錨定好后，下放鉆桿，在鉆桿的下壓重量剪斷用于連接開窗鉆頭2和造斜器6的第一剪釘4，使開窗鉆頭2可以相對于造斜器6轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)第一銅管5會(huì)在開窗鉆頭2的旋轉(zhuǎn)下被剪斷從而噴出泥漿，噴出的泥漿可用于冷卻和潤滑開窗鉆頭2，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行開窗工作，直至套管開窗作業(yè)的完成；

(3)開窗之后起鉆，提起用于開窗的開窗鉆頭2，然后用專門用于破巖的鉆頭下井，進(jìn)行接下來的鉆井工作。

在液壓錨定器4錨定成功之后，此時(shí)鎖環(huán)15和防退套18之間的防退螺紋是互相嚙合的，從而使被第三剪釘17固定的驅(qū)動(dòng)套14以及與之相連的卡瓦錐體20都無法回退，從而與卡瓦錐體20通過燕尾槽連接的3個(gè)卡瓦22都無法后退松脫，從而在停止注漿的情況下，液壓錨定器上的卡瓦22依然能夠緊緊地錨定于套管內(nèi)壁，除非第三剪釘17在人為的操作下通過上提造斜器6使之被剪斷。

當(dāng)開窗作業(yè)的完成之后需要打撈造斜器6以及液壓錨定器時(shí)，首先采用打撈工具勾住造斜器6頂端預(yù)先設(shè)置的打撈溝槽28并上提，造斜器6和液壓錨定器在撈鉤的上提作用力下，其心軸12與卡瓦套19之間的第二剪釘23被剪斷，心軸12上的限位凸臺27向上移動(dòng)，并且隨后帶動(dòng)限位套13向上移動(dòng)，從而給驅(qū)動(dòng)套14、卡瓦錐體20、卡瓦22施加了上提力，在上提力的作用下，驅(qū)動(dòng)套14隨即剪斷被鎖環(huán)15和擋環(huán)16阻礙移動(dòng)的第三剪釘17，第三剪釘17被剪斷后驅(qū)動(dòng)套14、卡瓦錐體20立即向上移動(dòng)，卡瓦22立刻收回于卡瓦套19內(nèi)部，最后便可將造斜器6以及液壓錨定器一起取出。