专利名称：带有导向工具的高效铣锥的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油、天然气钻井技术领域，特别是涉及一种带有导向工具的高效铣锥。
背景技术：
随着油气田的大规模开发，有大量的新井或老井需要开窗侧钻来提高产量，尤其是近几年兴起的分支井技术是继定向井、侧钻井、水平井技术之后发展起来的钻井新技术， 该技术通过在一个井眼里钻出若干个支井，增大泄油面积，提高油井产量，减少油藏开发成本。目前，多分支井钻井方法种类较多，包括套管开窗锻铣侧钻、预设窗口、裸眼侧钻、 膨胀管定位侧钻和智能分支井等。国内普遍使用的开窗侧钻工具是两趟完成的，第一趟为送入导向工具并锚定，第二趟下入磨铣工具进行开窗作业。一趟完成锚定、开窗、修窗、钻进的工具目前还处于研制初期，其开窗工具与导向工具是用一个销钉连接，存在下井遇阻造成提前剪断的隐患，导向斜面是平面结构，开窗作业稳定性差，而且导向工具不可回收将下边的空间堵死，安全性差、性能不稳定、效率低，开窗工具因其顶部结构的原因，在死点处的铣削效率很低。进口开窗侧钻工具价格昂贵，其斜铁与铣锥之间均是采用剪切销钉连接，使用较细剪切销钉连接铣锥与斜铁，下井遇阻时容易提前剪切销钉，导致工具落井。使用较粗剪切销钉连接铣锥与斜铁，在分离时需要较大的剪切力，而且存在斜铁不易回收的现象。
发明内容本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构合理、便于操作、 高效率和高安全性且低成本的带有导向工具的高效铣锥。本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是带有导向工具的高效铣锥，包括螺旋铣锥、短钻铤、铣锥体和铣锥头组成的钻铰式铣锥和导向工具，所述螺旋铣锥、短钻铤、铣锥体和铣锥头通过扣连接，其特征在于所述导向工具是由斜铁和斜铁头两部分固接构成，所述斜铁头套装在铣锥头外部，并通过悬挂挡块和剪切螺钉与铣锥头连接，在斜铁上通过螺钉嵌装有软垫块，斜铁下部套装档砂胶筒；所述铣锥头内部设有用于座封循环孔的球座和钢球，所述球座通过剪切销钉固定在铣锥头内部。本实用新型还可以采用如下技术方案所述铣锥头上制有用于安装悬挂挡块的环形凹槽，所述环形凹槽上端面布满硬质
合金片ο所述悬挂挡块部分镶在斜铁头内，另一部分镶在铣锥头环形凹槽内并通过剪切螺钉与铣锥头固定。所述斜铁头采用易磨铣的45#钢材质，所述斜铁头和斜铁焊接连接。所述软垫块为易磨铣材质制作的环形软垫块，环形软垫块通过剪切螺钉与斜铁连接。所述斜铁内表面为圆弧状的斜面，在斜铁上部开有悬挂孔和打捞孔，斜铁背面制有传压孔。本实用新型具有的优点和积极效果是由于本实用新型采用上述技术方案，高效铣锥结构设计合理、耐磨性好、开窗效率高；悬挂挡块一半镶入斜铁头并焊接在一起，一半镶入钻铰式铣锥头并通过剪切销钉与钻铰式铣锥头径向固定，大大提高了下钻过程中的安全性；斜铁头、不同材质的软垫块、档砂胶筒、弧形斜面、下入及打捞孔的巧妙设计很好的解决了斜铁的稳定性和易回收性及开窗的高效性。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的K向视图；图3是图2的左视图；图4是图1的A- A剖视图。图中1、螺旋铣锥；2、短钻铤；3、铣锥体；4、铣锥头；5、座挂孔；6、喷嘴； 7、球座套；8、剪切销钉；9、球座；10、斜铁头；11、斜铁；11-1、悬挂孔；11-2、打捞孔；11-3、传压孔；12、悬挂挡块；13、剪切螺钉；14、软垫块；15、剪切螺钉；16、挡砂胶筒；17、传压管线；18、钢球。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图1-图4，带有导向工具的高效铣锥，包括螺旋铣锥1、短钻铤2、钻铰式铣锥体3和钻铰式铣锥头4组成的钻铰式铣锥和导向工具。所述螺旋铣锥、短钻铤、钻铰式铣锥体和钻铰式铣锥头通过涂有金属胶的扣连接，所述铣锥头4上制有用于安装悬挂挡块的环形凹槽，所述环形凹槽上端面布满硬质合金片。钻铰式铣锥头开窗、钻铰式铣锥体扩大窗口、螺旋铣锥对窗口进行进一步的修整。钻铰式铣锥头4为半球形、钻铰式铣锥体3为锥形、 螺旋铣锥1和短钻铤2为圆柱形。在这三部分外表面均焊有各种刀片和堆焊硬质合金颗粒， 在半球形钻铰式铣锥头中心部镶焊板式中心钻，在侧面设有两个喷嘴6和一个座挂孔5。所述铣锥头内部还装有用于座封循环孔的球座9和钢球18，所述球座9通过剪切销钉8固定在铣锥头球座套7内部。上述结构形式使铣锥的切削能力和抗磨能力得到显著提高，尤其是中心钻结构，改善了在死点的铣削状况，大大提高了开窗效率、铣锥的抗磨强度和切削能力。所述斜铁头10是用较软的黑色金属制造，本实施例中，所述斜铁头采用易磨铣的 45#钢材质制作。钻铰式铣锥在初始开窗阶段在铣削力的作用下可将其挤压到套管壁上，填补斜铁与套管之间的间隙，起到良好的导向支撑作用。斜铁起主导导向作用，斜铁内表面为圆弧状的斜面，这样开窗工具在铣磨中非常平稳，可使刀齿减少冲击负荷，提高铣磨速度。 由于在斜铁上还开有悬挂孔11-1和打捞孔11-2，方便下入和回收；在其背面开有传压管线槽和传压孔11-3，用于提供压力液的通道。[0022]挡砂胶筒套装在斜铁下部，较软斜铁头与斜铁通过焊接连接，三块不同材质的环形软垫块14 一半镶在斜铁内并用剪切螺钉15与斜铁固定，在钻铰式铣锥通过斜铁头时可将剩余的斜铁头紧紧压在套管壁上，增加斜铁的稳定性，并方便后续斜铁回收作业。三块不同材质的软垫块在开窗过程中不仅可起到稳定斜铁的作用，而且在斜铁回收前的套铣过程中可以通过返出金属屑判断套铣的深度，所述档砂胶筒可防止岩屑进入斜铁下部以便于后期斜铁回收。斜铁上端开有悬挂孔及打捞孔以方便下入及后期回收，背面开有传压管线槽和传压孔以提供座挂通道，斜铁内表面为圆弧状增加了铣锥的稳定性和开窗效率。本实用新型的工作流程为首先将斜铁11下端连接开窗侧钻工具的悬挂及锚定总成，整套工具用钻杆下入。 锚定总成锚定于井壁后对钻柱施加扭矩，剪切承扭剪切螺钉13，使钻绞式铣锥头4与斜铁头7分离，然后即可进行侧钻作业。侧钻完成后，用专用回收工具将导向工具回收。座挂结束后，正转钻具将铣锥头4与斜铁头7连接的螺钉10剪断，此时轻压慢钻将悬挂挡块12铣掉，钻具完全和斜铁8脱离，为下步的开窗作业做好准备。开窗作业结束后下入回收工具将斜铁8回收。将铣锥和导向及悬挂总成通过悬挂挡块12和剪切销钉13连接，通过钻杆送入和陀螺定向后，投钢球18打压座挂锚定总成。锚定总成锚定于井壁后对钻具施加扭矩，剪切承扭剪切螺钉13，使钻绞式铣锥头4与斜铁头7分离后，轻压慢钻将悬挂挡块12铣掉，此时钻具完全与斜铁8脱离，然后即可进行侧钻作业。侧钻完成后，用专用回收工具将斜铁8回收，下入空心斜铁，再下入套管进行固井作业，固井作业结束后下入专用工具将分支井眼与主井眼沟通，实现多底分支井作业。
权利要求1.一种带有导向工具的高效铣锥，包括螺旋铣锥、短钻铤、铣锥体和铣锥头组成的钻铰式铣锥和导向工具，所述螺旋铣锥、短钻铤、铣锥体和铣锥头通过扣连接，其特征在于所述导向工具是由斜铁和斜铁头两部分固接构成，所述斜铁头套装在铣锥头外部，并通过悬挂挡块和剪切螺钉与铣锥头连接，在斜铁上通过螺钉嵌装有软垫块，斜铁下部套装档砂胶筒； 所述铣锥头内部设有用于座封循环孔的球座和钢球，所述球座通过剪切销钉固定在铣锥头内部。
2.根据权利要求1所述的带有导向工具的高效铣锥，其特征在于所述铣锥头上制有用于安装悬挂挡块的环形凹槽，所述环形凹槽上端面布满硬质合金片。
3.根据权利要求1所述的带有导向工具的高效铣锥，其特征在于所述悬挂挡块部分镶在斜铁头内，另一部分镶在铣锥头环形凹槽内并通过剪切螺钉与铣锥头固定。
4.根据权利要求1所述的带有导向工具的高效铣锥，其特征在于所述斜铁头采用易磨铣的45#钢材质，所述斜铁头和斜铁焊接连接。
5.根据权利要求1所述的带有导向工具的高效铣锥，其特征在于所述软垫块为易磨铣材质制作的环形软垫块，环形软垫块通过剪切螺钉与斜铁连接。
6.根据权利要求1所述的带有导向工具的高效铣锥，其特征在于所述斜铁内表面为圆弧状的斜面，在斜铁上部开有悬挂孔和打捞孔，斜铁背面制有传压孔。
专利摘要本实用新型涉及一种带有导向工具的高效铣锥，包括螺旋铣锥、短钻铤、铣锥体和铣锥头组成的钻铰式铣锥和导向工具，特征是导向工具是由斜铁和斜铁头两部分固接构成，斜铁头套装在铣锥头外部，并通过悬挂挡块和剪切螺钉与铣锥头连接，在斜铁上通过螺钉嵌装有软垫块，斜铁下部套装档砂胶筒；铣锥头内部设有用于座封循环孔的球座和钢球，球座通过剪切销钉固定在铣锥头内部。优点是大幅度提高下钻过程中的安全性；使用斜铁头、软垫块、档砂胶筒保证了斜铁的稳定性、可套铣性及易回收性；使用随钻测量工具可以一趟完成定位、座挂、开窗、修窗、钻进作业，进而可提高开窗侧钻的作业效率和安全性。
文档编号E21B29/00GK202031515SQ201120097589
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者刘传刚, 左凯, 李士敏, 王利军, 邵明仁 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司, 中海石油研究中心