专利名称：一体式开窗侧钻工具的制作方法
技术领域：
本发明属于修井工具，特别涉及一种一体式开窗侧钻工具。
背景技术：
开窗侧钻工具包括用于在井内进行开窗侧钻的导斜器和铣锥。传统的开窗侧钻工具的导斜器和铣锥是两套独立的工具，在开窗侧钻作业时先将导斜器接在送入器上并用钻具下到井内预定位置，按侧钻设计要求调整好导斜器斜面方位，再通过液压或机械坐封使导斜器固定于井内，然后通过旋转或拉压钻具使送入器与导斜器分离，再起出钻具和送入器并换上铣锥进行开窗作业。由于侧钻井都比较深，因而每一趟起下钻不仅作业时间长、成本高，而且工人劳动强度大。为克服传统开窗侧钻工具存在的问题，提高工作效率，CN2679348和CN201756914 分别公开了一种一体式套管开窗工具，受井眼、导斜器和铣锥的尺寸限制，这种一体式套管开窗工具要求铣锥和导斜器的连接同轴度较高。C拟679348是将铣锥和导斜器通过螺钉固接，由于斜向器上端为楔形尖端，因此这种连接结构的连接同轴度偏差较大，导致下井非常困难，经常发生导斜器意外落井。而CN201756914中的铣锥与导斜器通过一个连接套连接， 由于受到导斜器和铣锥的尺寸限制以及开窗前还要先铣掉连接套，因此连接套只能做的较薄，导致在下钻时连接套极易变形，从而使铣锥与导斜器的同轴度产生较大偏差，导致工具遇阻无法下到预定位置，所以这种工具至今尚无成功应用实例。此外，上述两种一体式套管开窗工具的铣锥中心均为直通的轴向孔，在下钻时无法释放由钻杆内的钻井液产生的激动压力，下钻时一旦遇到阻力产生的激动压力容易使卡瓦移动造成误坐封，最终造成坐封失败甚至导致井眼报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种能够保证铣锥和导斜器的连接同轴度， 工作可靠，仅一次起下钻便可完成固定导斜器和铣锥开窗侧钻，可提高工作效率，降低施工成本和劳动强度的一体式开窗侧钻工具。本发明是这样实现的它包括依次同轴连接的铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置， 在导斜器斜铁内设有连通铣锥内孔和坐封锚定装置内腔的导液管，其特殊之处是所述的铣锥下部压在导斜器斜铁的上部斜面上，在铣锥下部沿圆周方向设有环形凹槽，环形凹槽对应导斜器斜铁一侧为一段里宽外窄的弧形卡槽、其余部分为里窄外宽的梯形槽，在导斜器斜铁上对应环形凹槽处固设有定位块，所述的定位块上设有与导斜器斜铁和铣锥同轴线且与弧形卡槽相配合的弧形卡沿并通过弧形卡沿卡入弧形卡槽内，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺钉。上述的一体式开窗侧钻工具，所述的定位块对应导斜器斜铁一侧为圆柱形并插入焊接在导斜器斜铁上，以便于加工并保证导斜器斜铁的强度，从而确保工作可靠。上述的一体式开窗侧钻工具，所述的铣锥内孔是由分别设在铣锥上、下部中心处的连接螺孔和中心孔以及连通连接螺孔和中心孔的循环通道构成，在连接螺孔下端沿铣锥径向设有分流孔，在连接螺孔下部设有锥形坐封卡沿，该工具还配设有与坐封卡沿配合的坐封球。通过分流孔可释放该一体式开窗侧钻工具在下钻过程中由钻具内腔的钻井液产生的激动压力，避免坐封锚定装置发生误坐封。上述的一体式开窗侧钻工具，在定位块与铣锥之间设有紧固螺钉，以确保铣锥与导斜器斜铁连接牢固。上述的一体式开窗侧钻工具，所述的坐封锚定装置是由分别固接在导斜器斜铁下端外缘和中心处的缸套和射流管，设在缸套内的上、下锥形体，分别均布连接在上、下锥形体上并可由缸套外壁伸出的卡瓦，设在下锥形体的中心孔内并连接上、下锥形体的限位管， 设在下锥形体中心孔下端的单向阀以及连接在缸套下端的引鞋管构成，所述的射流管上端与导液管插接、下端与上锥形体插接，在限位管上均布有条形孔。本发明的优点是由于铣锥下部压在导斜器斜铁的上部斜面上，铣锥与导斜器斜铁通过固定在导斜器斜铁上的定位块和一个定位螺钉连接，定位块上设有与导斜器斜铁和铣锥同轴线且与弧形卡槽相配合的弧形卡沿并通过弧形卡沿卡入弧形卡槽内，因此能够保证铣锥和导斜器的连接同轴度，工作可靠；由于环形凹槽对应导斜器斜铁一侧为一段弧形卡槽、其余部分为里窄外宽的梯形槽，因此导斜器打压坐封后旋转铣锥便可使弧形卡槽与定位块脱离并进行开窗侧钻，只需一次起下钻便可完成固定导斜器和铣锥开窗侧钻，比传统开窗侧钻工具节省了一趟起下钻作业时间，可大大提高工作效率，降低施工成本和劳动强度。
图1为本发明的结构示意图； 图2是图1的A-A剖视图。图中铣锥1，连接螺孔101，循环通道102，中心孔103，分流孔104，坐封卡沿105， 环形凹槽2，弧形卡槽201，梯形槽202，铣锥头3，导液孔301，导液管4，导斜器斜铁5，射流管6，缸套7，剪切螺钉8，径向卡瓦9，上锥形体10，限位管11，条形孔1101，密封圈12，下锥形体13，纵向卡瓦14，单向阀15，引鞋管16，定位块17，弧形卡沿1701，紧固螺钉18，定位螺钉19，坐封球20。
具体实施例方式如图所示，该一体式开窗侧钻工具包括铣锥1、连接在铣锥1下部的导斜器斜铁5 和固接在导斜器斜铁5下端的坐封锚定装置。在导斜器斜铁5内设有连通铣锥1内孔和坐封锚定装置内腔的导液管4，在铣锥1下端固接有铣锥头3,在铣锥头3上设有与铣锥1内孔连通的导液孔301，所述的导液管4上端由导斜器斜铁5的斜面上部引出并插入焊接到所述的导液孔301内。所述的铣锥1下部压在导斜器斜铁5的上部斜面上，在铣锥1下部沿圆周方向加工有环形凹槽2，环形凹槽2对应导斜器斜铁5 —侧为一段里宽外窄的弧形卡槽201、其余大部分为里窄外宽的梯形槽202，在导斜器斜铁5的斜面上对应环形凹槽2处固设有定位块17，定位块17上设有与导斜器斜铁5和铣锥1同轴线且与弧形卡槽201相配合的弧形卡沿1701，定位块17通过弧形卡沿1701卡入弧形卡槽201内，定位块17对应导斜器斜铁5 —侧为圆柱形并插入焊接在导斜器斜铁5上，在定位块17与铣锥1之间设有紧固螺钉18，在导斜器斜铁5上端与铣锥1之间设有定位螺钉19。所述的铣锥1内孔是由分别设在铣锥1上、下部中心处的连接螺孔101和中心孔 103以及连通连接螺孔101和中心孔103的循环通道102构成，在连接螺孔101下端沿铣锥 1径向设有分流孔104，在连接螺孔101下部设有锥形坐封卡沿105，所述的循环通道102入口位于锥形坐封卡沿105的上方，通过分流孔104可释放下钻过程中由钻具内腔的钻井液产生的激动压力，避免坐封锚定装置发生误坐封。该工具还配设有与坐封卡沿105配合的坐封球20。所述的坐封锚定装置包括通过螺纹连接并焊接在导斜器斜铁5下端外缘的缸套7 和插入并焊接在导斜器斜铁5下端中心孔103内的射流管6，在缸套7内设有上锥形体10 和下锥形体13，在上、下锥形体上分别通过剪切螺钉8均布连接有可由缸套7外壁伸出的径向卡瓦9和纵向卡瓦14，在下锥形体13的中心孔内设有连接上、下锥形体的限位管11，限位管11上端与上锥形体10通过粗牙螺纹连接，限位管11与下锥形体13通过细牙锯齿形螺纹连接且限位管11上的细牙锯齿形螺纹牙尖朝下，在限位管11的管壁上对应下锥形体 13处均布有沿纵向布置的条形孔1101。在下锥形体13中心孔103下端设有由球座和钢球构成的单向阀15，在缸套7下端连接有引鞋管16，所述的射流管6上端口与导液管4插接、 下端与上锥形体10插接，在射流管6和上锥形体10之间以及上、下锥形体和缸套7之间分别设有密封圈12。工作时，将铣锥1上端与钻具连接，用钻具将该工具送入井内预定位置，将导斜器斜铁5的斜面调整到预定方位后，在井口将所述的坐封球20投放到钻具内，开泵循环，当坐封球20到达坐封卡沿105时将下方的分流孔104封闭，高压钻井液依次通过铣锥1内孔、 导液管4、射流管6、上锥形体10内孔和限位管11，由于下锥形体13的下端口被单向阀15 堵死，因此高压钻井液最终通过条形孔1101进入上、下锥形体之间。由于限位管11上均布有条形孔1101而具有一定的弹性，钻井液便会推动上锥形体10并带动限位管11使其与下锥形体13发生“跳扣”现象，最终上、下锥形体将剪切螺钉8剪断并迫使径向卡瓦9和纵向卡瓦14卡到井壁上，当泵压达到预定值时，稳压30秒便可停泵。然后正转钻具，通过铣锥1 将紧固螺钉18和定位螺钉19剪断，定位块17从弧形卡槽201中旋出，继续旋转钻具，导液管4在导液孔301出口处被拧断而使导液孔301自然形成铣锥喷嘴，此时导斜器斜铁5和铣锥1完全脱开，这时便可开泵循环钻井液，旋转钻具并施加钻压进行开窗侧钻。
权利要求
1.一种一体式开窗侧钻工具，包括依次同轴连接的铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置， 在导斜器斜铁内设有连通铣锥内孔和坐封锚定装置内腔的导液管，其特征是所述的铣锥下部压在导斜器斜铁的上部斜面上，在铣锥下部沿圆周方向设有环形凹槽，环形凹槽对应导斜器斜铁一侧为一段里宽外窄的弧形卡槽、其余部分为里窄外宽的梯形槽，在导斜器斜铁上对应环形凹槽处固设有定位块，所述的定位块上设有与导斜器斜铁和铣锥同轴线且与弧形卡槽相配合的弧形卡沿并通过弧形卡沿卡入弧形卡槽内，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺钉。
2.根据权利要求1所述的一体式开窗侧钻工具，其特征是所述的定位块对应导斜器斜铁一侧为圆柱形并插入焊接在导斜器斜铁上。
3.根据权利要求1所述的一体式开窗侧钻工具，其特征是所述的铣锥内孔是由分别设在铣锥上、下部中心处的连接螺孔和中心孔以及连通连接螺孔和中心孔的循环通道构成，在连接螺孔下端沿铣锥径向设有分流孔，在连接螺孔下部设有锥形坐封卡沿，该工具还配设有与坐封卡沿配合的坐封球。
4.根据权利要求1或2所述的一体式开窗侧钻工具，其特征是在定位块与铣锥之间设有紧固螺钉。
5.根据权利要求1所述的一体式开窗侧钻工具，其特征是所述的坐封锚定装置是由分别固接在导斜器斜铁下端外缘和中心处的缸套和射流管，设在缸套内的上、下锥形体，分别均布连接在上、下锥形体上并可由缸套外壁伸出的卡瓦，设在下锥形体的中心孔内并连接上、下锥形体的限位管，设在下锥形体中心孔下端的单向阀以及连接在缸套下端的引鞋管构成，所述的射流管上端与导液管插接、下端与上锥形体插接，在限位管上均布有条形孔。
全文摘要
本发明公开了一种一体式开窗侧钻工具，包括依次连接的铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，在导斜器斜铁内设有导液管，其特殊之处是铣锥下部压在导斜器斜铁的上部斜面上，在铣锥下部设有环形凹槽，环形凹槽对应导斜器斜铁一侧为一段弧形卡槽、其余部分为里窄外宽的梯形槽，在导斜器斜铁上固设有定位块，定位块上设有与导斜器斜铁和铣锥同轴线且与弧形卡槽相配合的弧形卡沿并通过弧形卡沿卡入弧形卡槽内，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺钉。优点是能够保证铣锥和导斜器的连接同轴度，工作可靠；只需一次起下钻便可完成固定导斜器和铣锥开窗侧钻，比传统开窗侧钻工具节省了一趟起下钻作业，可大大提高工作效率，降低施工成本和劳动强度。
文档编号E21B7/08GK102364029SQ201110357180
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月12日 优先权日2011年11月12日
发明者张凯峰, 张岚, 张欣悦, 梁国军, 王家会, 王波, 翟甲子, 许和奇, 贾闽, 魏勇 申请人:锦州清华机械有限公司