一种适用于侧钻水平井的套管段铣工具

1.本实用新型属于石油钻井领域，具体涉及一种适用于侧钻水平井的套管段铣工具。


背景技术：

2.随着人类对地层的进一步认识，以前被认为是不易开发的致密油气储层，现在能够通过侧钻水平井和储层压裂改造的方式，重新焕发油气开采潜力。侧钻水平井作业过程中，可以通过段铣的方式，在上部井段进行侧钻，节约上部井段建井费用。同时，老井改造挖潜、恢复生产活力也常利用小井眼侧钻水平井技术，在老井眼的基础上开窗、段铣，然后侧钻水平井。另一方面，随着政府不断加强环境保护力度，存在环空带压的老井需要通过段铣作业，清除胶结差的水泥环，实现全面封堵，消除有害气体泄露的潜在可能性。
3.近年来，国内外石油行业的蓬勃发展催生了深井小井眼钻井施工的作业需求。深井小井眼钻井施工多为处理老井井下复杂情况和侧钻水平井，而与之配套的套管段铣工艺及工具还未成熟，现有段铣工具的套管切割和段铣速度太慢、段铣效率低，卡钻风险高，无法满足高效作业的需要。而且考虑井眼尺寸的影响，当井眼尺寸越小，段铣难度越大。同时，现有技术中的段铣工具结构复杂，活动部件较多，容易损坏。
4.因此有必要开展套管段铣工艺及工具研究，尤其是针对适用于侧钻水平井技术的快速段铣工具技术研究，为更高效开发油气资源提供强有力的技术支撑。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提出了一种适用于侧钻水平井的套管段铣工具，其结构简单，活动部件较少，使用寿命较长。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种适用于侧钻水平井的套管段铣工具，包括主体，所述主体上部设有上接头，所述主体下部设有下堵头，所述主体内设有活塞以及与所述活塞连通的活塞杆，所述活塞以及活塞杆内设有连通的液流通道，所述活塞上部设有弹簧，且所述弹簧的另一端与所述主体内壁连接，所述弹簧可限制活塞在主体内部的上下移动；
8.所述主体侧壁绕轴心均匀设置有数个刀具容纳腔，所述刀具通过转轴设于所述刀具容纳腔内，所述刀具容纳腔通过锥形块出口与所述主体内部连通；
9.所述活塞外侧设有锥形块，所述锥形块通过锥形块出口设于刀具容纳腔内。
10.本实用新型的一种实施方式在于，所述活塞上还设置有冲洗流道，所述冲洗流道出口连接有冲洗喷头，所述冲洗喷头设于所述锥形块上，所述锥形块上设有至少1个冲洗喷头。
11.本实用新型的一种实施方式在于，所述活塞杆与所述主体内壁之间设有第一滑动密封圈。
12.本实用新型的一种实施方式在于，所述活塞与所述锥形块出口上部的主体内壁之
间设有第二滑动密封圈。
13.本实用新型的一种实施方式在于，所述活塞与所述锥形块出口下部的主体内壁之间设有第三滑动密封圈。
14.本实用新型进一步的实施方式在于，所述第一滑动密封圈、第二滑动密封圈和第三滑动密封圈均固定于所述主体内壁。
15.本实用新型的有益效果：
16.本装置结构简单，仅设有活塞、刀具两种动部件，因此，在复杂的井下出故障的概率较低，可靠性升高；通过设置冲洗流道和冲洗喷头，能够对刀具进行冲洗降温，延长刀具的寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为实施例1中刀具收拢的整体结构示意图；
19.图2为实施例1中刀具打开的整体结构示意图；
20.图3为图1中a部分的放大示意图；
21.图4为图1中b部分的放大示意图；
22.图5为图1中c部分的放大示意图；
23.图中，1为上接头，2为主体，3为下堵头，4为活塞杆，5为活塞，6为液流通道，7为弹簧，8为刀具，9为锥形块，10为刀具容纳腔；
24.51为冲洗通道，52为为冲洗喷头；
25.101为第一密封圈，102为第二密封圈，103为第三密封圈。
具体实施方式
26.为使本实用新型的技术方案和技术优点更加清楚，下面将结合实施例和附图，对本实用新型的实施过程中的技术方案进行清楚、完整的描述。
27.实施例1
28.一种适用于侧钻水平井的套管段铣工具，包括主体2，主体2上部设有上接头1，主体2下部设有下堵头3，主体2内设有活塞5以及与活塞5连通的活塞杆4，活塞5以及活塞杆4内设有连通的液流通道6，活塞5上部设有弹簧7，且弹簧7的另一端与主体2内壁连接，弹簧7可限制活塞5在主体2内部的上下移动；
29.具体的，如图1
‑
2所示，主体2及上接头1内均设置有通道，便于钻井液的进入。活塞杆4置于活塞5的上部，活塞杆4的下部和活塞5连接，在活塞杆4和活塞5内部均设置有液流通道6，液流通道6贯穿活塞杆4和活塞5，使得主体2内的流体能够通过液流通道6流入活塞5下部。
30.如图1
‑
2所示，为了保证流体仅从液流通道6流入活塞5下部，在活塞杆4和主体2的内壁之间设置有第一滑动密封圈101，该密封圈与主体2内壁固定连接，同时能够对活塞杆4
进行滑动密封。
31.如图1
‑
2所示，为了保证活塞5在受到外力的条件下能够在主体2内部上下移动，在不受外力时保持静止，还设置有一个弹簧7，该弹簧7的两端分别连接活塞5的上部和主体2的内壁。
32.如图1
‑
2所示，主体2侧壁绕轴心均匀设置有数个刀具容纳腔10，刀具8通过转轴设于刀具容纳腔10内，刀具容纳腔10通过锥形块出口与主体2内部连通，活塞5外侧设有锥形块9，锥形块9通过锥形块出口设于刀具容纳腔10内。
33.具体的，如图1
‑
2所示，刀具容纳腔10和刀具8均为本领域常规设置，在此不予赘述，但是特别的，本实施例中设置了一个锥形块出口，且每一个刀具容纳腔10均对应有一个锥形块出口，锥形块出口连通主体2内部和刀具容纳腔10，通常来说，锥形块出口的高度约为刀具容纳腔10高度的三分之一到二分之一，其高度过小，则会导致锥形块9的整体形状较小，当锥形块9上移、刀具8开始切削、磨铣工作时，刀具8对锥形块9的反作用力较大，导致锥形块9易磨损，同时刀具8和锥形块9接触点的压强也较大，容易对刀具8的寿命造成影响；其高度过大，则会导致活塞5过长，对整体体积造成影响。
34.活塞5外侧设置的锥形块9的作用是顶起刀具8，使得刀具8能够对套管进行切割、磨铣：当活塞5上行时，锥形块9随之上行，在锥形块9的影响下，刀具8被顶起。
35.如图4所示，由于刀具8在对套管进行切割、磨铣时，会急速发热，若不对刀具8进行冷却，则会极大减少刀具8的寿命，因此，在活塞5以及锥形块9内部均设置有数条冲洗流道51，同时在锥形块9上还设置有至少1个冲洗喷头52，冲洗流道51的两端分别连通位于活塞5底部的主体2内部、冲洗喷头52。
36.如图1
‑
3、5所示，为了使得活塞5能够在钻井液压力条件下上行、下行，需要将主体2内部和刀具容纳腔10分隔开，因此，在活塞5和位于锥形块出口下部的主体2内壁之间设有第三滑动密封圈103，在活塞5和位于锥形块出口上部的主体2内壁之间设有第二滑动密封圈102，同时第二滑动密封圈102和第三滑动密封圈103均和主体2内壁固定连接，这样的设置方式，既不影响活塞5、锥形块9的上下移动，同时也成功将主体2内部空间和刀具容纳腔10分隔开来。
37.本实用新型的使用方式如下：该装置下入井下后，泵入钻井液，钻井液经液流通道进入主体底部，随着钻井液的持续泵入，主体底部的压力增大，推动活塞和锥形块上行，在锥形块的作用下，刀具打开，即可对套管进行切割、磨铣。
38.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“第一”、“第二”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
39.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。