一趟钻测斜开窗装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及测斜开窗装置【技术领域】，是一种一趟钻测斜开窗装置，其包括开窗铣锥、斜向器、中心管、上坐封套和下坐封套，开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧固定安装在一起，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧固定在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧固定在一起，在下坐封套的下端内侧通过承重螺钉固定安装有胀封锥，胀封锥与中心管下端固定安装在一起，在上坐封套的上部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的上卡瓦。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在测斜开窗过程中，能够一趟下入测斜装置和开窗工具完成测斜作业和开窗作业，缩短了钻井周期，节约了钻井成本。
【专利说明】—趟钻测斜开窗装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测斜开窗装置【技术领域】，是一种一趟钻测斜开窗装置。
【背景技术】
[0002]套管开窗侧钻技术是使老井恢复生产的重要手段，其能够提高老井的采收率，从而达到增油上产的目的，并取得显著的经济效益。开窗定向侧钻技术直接决定老井恢复生产钻井作业中重钻作业的成败。目前在常规的开窗作业中，通常需要先下入斜向器和陀螺进行测斜作业，然后起出陀螺和送斜向器的钻具，最后下入开窗铣锥等工具进行开窗作业，使得常规开窗作业的钻井周期较长，钻井成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种一趟钻测斜开窗装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有测斜开窗装置在测斜开窗过程中存在的下入测斜装置完成测斜作业后必须起出测斜装置，再下入开窗工具进行开窗作业的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种一趟钻测斜开窗装置，包括开窗铣锥、斜向器、中心管、上坐封套和下坐封套，开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧固定安装在一起，开窗统锥下端内侧与中心管上端外侧固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧固定在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧固定在一起，在下坐封套的下端内侧通过承重螺钉固定安装有胀封锥，胀封锥与中心管下端固定安装在一起，在上坐封套的上部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的上卡瓦，在上坐封套的下部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的下卡瓦，在中心管的中部与上坐封套上部之间安装有能向下移动的上活塞套，上活塞套下部与上卡瓦通过第一剪切销钉固定安装在一起，在上活塞套上端与斜向器下端之间形成上压力腔，在中心管上有与上压力腔相通的上传压孔，在中心管的下部与上坐封套下部之间安装有能向上移动的下活塞套，下活塞套上部与下卡瓦通过第二剪切销钉固定安装在一起，在下活塞套下端与下坐封套上端之间形成下压力腔，在中心管上有与下压力腔相通的下传压孔，在中心管下端内侧设置有球座，在球座上座有憋压球，在下坐封套的下端固定有引鞋。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述上活塞套的中部外侧可有上安装槽，在上安装槽内固定有上止退环，在上止退环的外侧设置有齿尖朝向外侧上方的上止退卡齿，在上卡瓦上方的上坐封套内侧有与上止退卡齿相配合的上卡齿，在下活塞套的中部外侧有下安装槽，在下安装槽内固定有下止退环，在下止退环的外侧设置有齿尖朝向外侧下方的下止退卡齿，在下卡瓦下方的上坐封套内侧有与下止退卡齿相配合的下卡齿，上活塞套的下部呈上宽下窄的锥台状，上卡瓦呈与上活塞套下部相对应的锥台状，下活塞套的上部呈上窄下宽的锥台状，下卡瓦呈与下活塞套上部相对应的锥台状。
[0007]上述下坐封套的下端可有不少于两个的滑行孔，在胀封锥的下部外侧有能在滑行孔内轴向移动的凸块，在胀封锥下部内侧设置有不少于两个的限位凹槽，在中心管外侧设置有能与限位凹槽相对应的卡块，在与胀封锥上部相对应的下坐封套上设置有安装孔，胀封锥上部通过辅助剪切销钉固定安装有辅助卡瓦，辅助卡瓦位于安装孔内。
[0008]上述上卡瓦的中部外侧可沿横向分布有不少于一排的止下齿，在上卡瓦的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿；在下卡瓦的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿，在下卡瓦的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿。
[0009]上述开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧可通过铆钉固定安装在一起，在开窗铣锥上端内侧有螺纹，在开窗铣锥下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套与引鞋通过螺纹固定安装在一起。
[0010]上述中心管中部外侧与斜向器下部内侧之间可有不少于一道的密封圈，在中心管中部外侧与上活塞套上部内侧之间有不少于一道的密封圈，在中心管下部外侧与下活塞套的下部内侧之间有不少于一道的密封圈，在中心管下部外侧与下坐封套中部内侧之间有不少于一道的密封圈，在斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧之间有不少于一道的密封圈，在上活塞套上部外侧与上坐封套上部内侧之间有不少于一道的密封圈，在下活塞套下部外侧与上坐封套下部内侧之间有不少于一道的密封圈，在上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧之间有不少于一道的密封圈。
[0011]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在测斜开窗过程中，能够一趟下入测斜装置和开窗工具完成测斜作业和开窗作业，缩短了钻井周期，节约了钻井成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为本实用新型最佳实施例上部的主视半剖视结构示意图。
[0013]附图2为本实用新型最佳实施例下部的主视半剖视结构示意图。
[0014]附图3为附图2中A处的放大结构示意图。
[0015]附图4为附图2中B处的放大结构示意图。
[0016]附图5为附图2中C处的放大结构示意图。
[0017]附图6为附图2中A-A处的剖视结构示意图。
[0018]附图中的编码分别为:1为开窗统锥，2为斜向器,3为中心管,4为上坐封套,5为下坐封套，6为上卡瓦，7为下卡瓦，8为上活塞套，9为第一剪切销钉，10为上压力腔，11为上传压孔，12为下活塞套，13为第二剪切销钉，14为下压力腔，15为下传压孔，16为憋压球，17为承重螺钉，18为胀封锥，19为引鞋,20为上止退环,21为下止退环,22为滑行孔,23为凸块，24为限位凹槽,25为卡块,26为止下齿,27为止转齿,28为密封圈,29为辅助剪切销钉，30为辅助卡瓦,31为上卡齿,32为下卡齿,33为铆钉。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0020]在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0021]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0022]如附图1至6所示，该一趟钻测斜开窗装置包括开窗铣锥1、斜向器2、中心管3、上坐封套4和下坐封套5，开窗铣锥I下端外侧与斜向器2上端内侧固定安装在一起，开窗铣锥I下端内侧与中心管3上端外侧固定安装在一起，斜向器2下端外侧与上坐封套4上端内侧固定在一起，上坐封套4下端内侧与下坐封套5上端外侧固定在一起，在下坐封套5的下端内侧通过承重螺钉17固定安装有胀封锥18，胀封锥18与中心管3下端固定安装在一起，在上坐封套4的上部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的上卡瓦6，在上坐封套4的下部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的下卡瓦7，在中心管3的中部与上坐封套
4上部之间安装有能向下移动的上活塞套8，上活塞套8下部与上卡瓦6通过第一剪切销钉9固定安装在一起，在上活塞套8上端与斜向器2下端之间形成上压力腔10，在中心管3上有与上压力腔10相通的上传压孔11，在中心管3的下部与上坐封套4下部之间安装有能向上移动的下活塞套12，下活塞套12上部与下卡瓦7通过第二剪切销钉13固定安装在一起，在下活塞套12下端与下坐封套5上端之间形成下压力腔14，在中心管3上有与下压力腔14相通的下传压孔15，在中心管3下端内侧设置有球座，在球座上座有憋压球16，在下坐封套5的下端固定有引鞋19。开窗铣锥1、斜向器2和胀封锥18均为现有公知技术；在送入钻具上预先安装好定向接头和测斜座，将本实用新型送到设计的开窗位置，从井口钻具内部通过电缆测井车将陀螺测斜仪送至测斜座，旋转钻具确定好开窗方位，接着起出电缆和陀螺测斜仪，在上卡瓦6和下卡瓦7在上活塞套8和下活塞套12的推力作用下分别向外伸出坐封在套管内后，解除开窗铣锥I与中心管3的连接关系，下压送入钻具将中心管3向下推进斜向器2内部，然后用开窗铣锥I和斜向器2上的斜面进行开窗作业，从而实现一趟钻测斜开窗功能，缩短了钻井周期，节约了钻井成本。
[0023]可根据实际需要，对上述一趟钻测斜开窗装置作进一步优化或/和改进:
[0024]如附图1至6所示，在上活塞套8的中部外侧有上安装槽，在上安装槽内固定有上止退环20，在上止退环20的外侧设置有齿尖朝向外侧上方的上止退卡齿，在上卡瓦6上方的上坐封套4内侧有与上止退卡齿相配合的上卡齿31，在下活塞套12的中部外侧有下安装槽，在下安装槽内固定有下止退环21，在下止退环21的外侧设置有齿尖朝向外侧下方的下止退卡齿，在下卡瓦7下方的上坐封套4内侧有与下止退卡齿相配合的下卡齿32，上活塞套8的下部呈上宽下窄的锥台状，上卡瓦6呈与上活塞套8下部相对应的锥台状，下活塞套12的上部呈上窄下宽的锥台状，下卡瓦7呈与下活塞套12上部相对应的锥台状。上止退卡齿、上卡齿31、下止退卡齿和下卡齿32的设置能够在上活塞套8和下活塞套12行进的过程中，上止退卡齿和上卡齿31、下止退卡齿和下卡齿32两两相互配合之后，上止退环20和下止退环21不会自动归位，提高了上卡瓦6和下卡瓦7的坐封效果。
[0025]如附图1至6所示，在下坐封套5的下端有不少于两个的滑行孔22，在胀封锥18的下部外侧有能在滑行孔22内轴向移动的凸块23，在胀封锥18下部内侧设置有不少于两个的限位凹槽24，在中心管3外侧设置有能与限位凹槽24相对应的卡块25，在与胀封锥18上部相对应的下坐封套5上设置有安装孔，胀封锥18上部通过辅助剪切销钉29固定安装有辅助卡瓦30，辅助卡瓦30位于安装孔内。在承重螺钉17被剪断之后，卡块25的设置能够在中心管3上行的过程中，带动胀封锥18上行，使得中心管3或胀封锥18不能单独发生轴向运动，并能够限定中心管3和胀封锥18之间的相对转动；辅助卡瓦30的设置进一步提高坐封效果。
[0026]如附图1至6所不,在上卡瓦6的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿26,在上卡瓦6的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿27 ;在下卡瓦7的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿26，在下卡瓦7的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿27。止下齿26的设置能够防止上卡瓦6和下卡瓦7坐封以后发生下滑运动，止转齿27的设置能够防止上卡瓦6和下卡瓦7坐封以后在套管内转动，提高了坐封的效果。
[0027]如附图1至6所示，开窗铣锥I下端外侧与斜向器2上端内侧通过铆钉33固定安装在一起，在开窗铣锥I上端内侧有螺纹，在开窗铣锥I下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥I下端内侧与中心管3上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器2下端外侧与上坐封套4上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套4下端内侧与下坐封套5上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套5与引鞋19通过螺纹固定安装在一起。
[0028]如附图1至6所示，在中心管3中部外侧与斜向器2下部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在中心管3中部外侧与上活塞套8上部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在中心管3下部外侧与下活塞套12的下部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在中心管3下部外侧与下坐封套5中部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在斜向器2下端外侧与上坐封套4上端内侧之间有不少于一道的密封圈28，在上活塞套8上部外侧与上坐封套4上部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在下活塞套12下部外侧与上坐封套4下部内侧之间有不少于一道的密封圈28，在上坐封套4下端内侧与下坐封套5上端外侧之间有不少于一道的密封圈28。密封圈28的设置能够提高本实用新型的密封效果。
[0029]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
[0030]本实用新型最佳实施例的使用过程:首先，在送入钻具上预先安装定向接头和测斜座，将开窗铣锥I上端与送入钻具通过螺纹固定安装在一起，再将本实用新型送到设计的开窗位置，从井口钻具内部通过电缆测井车将陀螺测斜仪送至测斜座，旋转钻具确定好开窗方位，接着起出电缆和陀螺测斜仪，紧接着将憋压球16送入钻具内，开泵送憋压球16，在憋压球16坐在球座上后，进行憋压，在中心管3内压力达到20MPa时，压力液体分别通过上传压孔11和下传压孔15进入上压力腔10和下压力腔14，上压力腔10内的压力液体推动上活塞套8向下移动,下压力腔14内的压力液体推动下活塞套12向上移动，当推力达到一定值时，第一剪切销钉9和第二剪切销钉13均被剪断，上活塞套8和下活塞套12继续移动，接着上卡瓦6和下卡瓦7均在推力的作用下向外伸出，并咬合在上层套管的内壁上，反复憋压数次，完成斜向器2的座封作业；然后，上提50KN，承重螺钉17和铆钉33均被剪断，胀封锥18在中心管3下端卡块25的带动下向上移动，当辅助剪切销钉29被剪断时，胀封锥18继续向上移动，接着辅助卡瓦30在胀封锥18的推动下向外伸出，咬合在套管的内壁上；然后解除开窗铣锥I和中心管3之间的左旋螺纹连接，下压送入钻具将中心管3向下推并使中心管3的上端推进斜向器2内部，当斜向器2的斜面全部露出时，最后利用开窗铣锥I和斜向器2上的斜面进行开窗作业。
【权利要求】
1.一种一趟钻测斜开窗装置，其特征在于包括开窗铣锥、斜向器、中心管、上坐封套和下坐封套，开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧固定安装在一起，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧固定在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧固定在一起，在下坐封套的下端内侧通过承重螺钉固定安装有胀封锥，胀封锥与中心管下端固定安装在一起，在上坐封套的上部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的上卡瓦，在上坐封套的下部固定安装有不少于两个的并能向外伸出的下卡瓦，在中心管的中部与上坐封套上部之间安装有能向下移动的上活塞套，上活塞套下部与上卡瓦通过第一剪切销钉固定安装在一起，在上活塞套上端与斜向器下端之间形成上压力腔，在中心管上有与上压力腔相通的上传压孔，在中心管的下部与上坐封套下部之间安装有能向上移动的下活塞套，下活塞套上部与下卡瓦通过第二剪切销钉固定安装在一起，在下活塞套下端与下坐封套上端之间形成下压力腔，在中心管上有与下压力腔相通的下传压孔，在中心管下端内侧设置有球座，在球座上座有憋压球，在下坐封套的下端固定有引鞋。
2.根据权利要求1所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于上活塞套的中部外侧有上安装槽，在上安装槽内固定有上止退环，在上止退环的外侧设置有齿尖朝向外侧上方的上止退卡齿，在上卡瓦上方的上坐封 套内侧有与上止退卡齿相配合的上卡齿，在下活塞套的中部外侧有下安装槽，在下安装槽内固定有下止退环，在下止退环的外侧设置有齿尖朝向外侧下方的下止退卡齿，在下卡瓦下方的上坐封套内侧有与下止退卡齿相配合的下卡齿，上活塞套的下部呈上宽下窄的锥台状，上卡瓦呈与上活塞套下部相对应的锥台状，下活塞套的上部呈上窄下宽的锥台状，下卡瓦呈与下活塞套上部相对应的锥台状。
3.根据权利要求1或2所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于下坐封套的下端有不少于两个的滑行孔，在胀封锥的下部外侧有能在滑行孔内轴向移动的凸块，在胀封锥下部内侧设置有不少于两个的限位凹槽，在中心管外侧设置有能与限位凹槽相对应的卡块，在与胀封锥上部相对应的下坐封套上设置有安装孔，胀封锥上部通过辅助剪切销钉固定安装有辅助卡瓦，辅助卡瓦位于安装孔内。
4.根据权利要求1或2所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于上卡瓦的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿，在上卡瓦的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿；在下卡瓦的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿，在下卡瓦的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿。
5.根据权利要求3所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于上卡瓦的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿，在上卡瓦的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿；在下卡瓦的中部外侧沿横向分布有不少于一排的止下齿，在下卡瓦7的上部和下部沿纵向均分布有不少于一列的止转齿。
6.根据权利要求1或2所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧通过铆钉固定安装在一起，在开窗铣锥上端内侧有螺纹，在开窗铣锥下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套与引鞋通过螺纹固定安装在一起。
7.根据权利要求3所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧通过铆钉固定安装在一起，在开窗铣锥上端内侧有螺纹，在开窗铣锥下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套与引鞋通过螺纹固定安装在一起。
8.根据权利要求4所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧通过铆钉固定安装在一起，在开窗铣锥上端内侧有螺纹，在开窗铣锥下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套与引鞋通过螺纹固定安装在一起。
9.根据权利要求5所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于开窗铣锥下端外侧与斜向器上端内侧通过铆钉固定安装在一起，在开窗铣锥上端内侧有螺纹，在开窗铣锥下端内侧有左旋螺纹，开窗铣锥下端内侧与中心管上端外侧通过左旋螺纹固定安装在一起，斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧通过螺纹固定安装在一起，上坐封套下端内侧与下坐封套上端外侧通过螺纹固定安装在一起，下坐封套与引鞋通过螺纹固定安装在一起。
10.根据权利要求9所述的一趟钻测斜开窗装置，其特征在于中心管中部外侧与斜向器下部内侧之间有不少于一道的密封圈，在中心管中部外侧与上活塞套上部内侧之间有不少于一道的密封圈，在中心管下部外侧与下活塞套的下部内侧之间有不少于一道的密封圈，在中心管下部外侧与下坐封套中部内侧之间有不少于一道的密封圈，在斜向器下端外侧与上坐封套上端内侧之间有不少于一道的密封圈，在上活塞套上部外侧与上坐封套上部内侧之间有不少于一道的密封圈，在下活塞套下部外侧与上坐封套下部内侧之间有不少于一道的密封圈，在上坐封套 下端内侧与下坐封套上端外侧之间有不少于一道的密封圈。
【文档编号】E21B29/06GK203515420SQ201320576036
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】郭新超, 张新文, 杨树林, 王文涛, 王浩, 颜斌 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司