一种连续管侧钻开窗方法与流程

本发明涉及连续管钻井技术领域，具体涉及一种连续管侧钻开窗方法。

背景技术：

连续管钻井与用常规钻井设备或修井设备达到同样的目标相比，控制压力能力强，能在欠平衡条件下安全、高效地钻井，连续管起下钻快，钻井作业周期短，在钻井市场特别在欠平衡水平钻井市场赢得了地位；但连续管侧钻作业不同于利用钻机和钻杆常规侧钻作业，因连续管管体无法旋转，常规侧钻导斜器难以应用于连续管侧钻开窗，采用连续管侧钻开窗作业时，目前常用的方法是钻井设备或修井设备利用钻杆送入导斜器进行开窗作业，连续管完成后续钻进作业，但这种方法导致侧钻周期延长，大幅增加了作业成本和作业强度；另外一种是利用连续管下入锚定器式导斜器，该方法费用相对较低，但是在技术上存在两个难点：

一是连续管开窗过程复杂，开窗作业需分三次完成，连续油管送入锚定器至预定深度并打压激活锚定器坐封，用陀螺测出锚定器键槽在井内的实际方位，根据井下锚定器键槽的方位与设计开窗方位，地面调整导斜器的造斜角度与锚定器方向键的角度差，将连续油管与导斜器组合在一起下放到锚定器上，待锚定器锁定导斜器后，丢手起出连续管，下入铣锥磨铣套管进行开窗作业；

二是连续管开窗作业与常规钻杆开窗作业在作业参数上有较大不同，常规钻杆开窗作业时，利用修井设备的转盘提供扭矩，转盘转速一般为50～60r/min，但连续管无法旋转，需使用螺杆作为动力钻具开窗，螺杆转速一般为300～500r/min，实施过程中需时刻观察泵压、钻屑，控制钻压10～20kn并实时调整，控制钻速1-1.5h/m，排量控制600-720l/min，确保井下安全，至钻具上提下放无遇阻，完成开窗。

技术实现要素：

为了改善原有技术中三趟钻完成开窗作业的方式，提高作业效率，减小施工成本，本发明提供了一种连续管侧钻开窗方法，本发明通过两趟钻完成连续管侧钻开窗，本发明提高了作业效率，减小了施工成本。

本发明采用的技术方案为：

一种连续管侧钻开窗方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一，下入测井陀螺仪测定方位；

步骤二，下入连续管侧钻导斜器座封钻具组合到预定位置；

步骤三，开启钻井泵，连续管侧钻导斜器座封钻具组合中的转向器活塞运动带动管柱旋转，通过第一无线磁定位工具将连续管侧钻导斜器座封钻具组合的朝向参数传输到地面，确认方向后，停泵；

步骤四，上提连续管侧钻导斜器座封钻具组合中的机械式导斜器后，将机械式导斜器中的摩擦块运动轨道由短轨道切换至长轨道，继续下放连续管侧钻导斜器座封钻具组合，摩擦块带动锥体向上移动，锥体推动卡瓦外伸，吃入并锚定在套管上，确认机械式导斜器座封后，下放钻压达到设定值时，剪断连接体与斜面之间的连接销钉，完成机械式导斜器座封丢手；

步骤五，起钻下入连续管侧钻开窗钻具组合，磨穿套管后反复磨铣至钻具上提下放无阻挂现象后完成连续管侧钻开窗。

步骤二中所述的连续管侧钻导斜器座封钻具组合包括连续管、连接器、转向器、第一无线磁定位工具和机械式导斜器，所述的连接器将连续管和转向器连接，转向器下端与第一无线磁定位工具和机械式导斜器连接。

所述的步骤三中，开启钻井泵前通过地面开泵测试第一无线磁定位工具信号稳定后下钻到设计位置，开启钻井泵，转向器活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，通过第一无线磁定位工具将连续管侧钻导斜器座封钻具组合的朝向参数传输到地面，停泵后转向器活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，重复上述开停泵动作直至连续管侧钻导斜器座封钻具组合面朝向满足设计方位要求，确定方位后，停泵。

所述机械式导斜器至少包括导斜器本体、卡瓦、长导轨、短导轨、锥体、摩擦块、连接体与斜面；所述的锥体设在导斜器本体下端，摩擦块设在锥体上，所述的卡瓦设在导斜器本体中部，卡瓦与锥体之间的导斜器本体上设置有长导轨和短导轨；所述的连接体位于卡瓦上端，所述的导斜器本体上端为斜面，斜面与垂直方向的夹角小于15°；斜面与连接体通过销钉连接。

所述的连续管为φ73mm连续管，转向器为φ95mm转向器，机械式导斜器为φ114mm机械式导斜器；连接器与转向器通过nc31扣型相连接；第一无线磁定位工具与转向器和机械式导斜器均分别通过nc31扣型相连接。

所述的转向器可无极调整，其最小调整精度为10°。

所述第一无线磁定位工具，当井斜＞3°后可测量井眼井斜、方位及工具面的参数。

步骤五中所述的连续管侧钻开窗钻具组合至少包括双阀板单流阀、液压丢手、循环短节、第二无线磁定位工具、马达和铣锥，所述的双阀板单流阀上端与连接器和连续管连接，所述的双阀板单流阀下端依次与液压丢手、循环短节、第二无线磁定位工具、马达和铣锥连接；连续管侧钻开窗钻具组合的控制钻压5～10kn并实时调整，控制钻速1-1.5h/m，排量控制420-600l/min，进尺3-4米，无铁屑返出且钻具上提下放无遇阻，开窗完成。

所述马达转速为100～120r/min。

本发明的有益效果为：

本发明提供的该开窗系统通过两趟钻完成连续管侧钻开窗作业，其中连续管侧钻导斜器座封钻具组合结构设计合理，通过切换机械式导斜器长、短轨道即可实现导斜器座封。

本发明提供的该开窗系统改善了原有技术中三趟钻完成连续管侧钻开窗作业的方式，提高作业效率，减小施工成本，故有利于作业现场的大规模推广应用。

本发明提供的该开窗系统中的转向器可无极调整，通过在地面控制钻井泵的开关，带动井下工具正向转动，从而改变机械式导斜器工具面，该转向器最小调整精度为10度，适合精细调整连续管侧钻导斜器座封钻具组合中机械式导斜器工具面朝向

本发明提供的该开窗系统中钻具材料等级、扣型与所用连续管相同或者高于上部连续管，确保了作业安全性与可靠性。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1连续管侧钻导斜器座封钻具组合。

图2连续管侧钻开窗钻具组合。

图3为机械式导斜器机构示意图。

1、连续管，2、连接器，3、转向器，4、第一无线磁定位工具，5、机械式导斜器；501、卡瓦；502、长导轨；503、短导轨；504、锥体；505、摩擦块；506、连接体；507斜面；508、导斜器本体；6、马达，7、铣锥，8、双阀板单流阀，9、液压丢手，10、循环短节，11、第二无线磁定位工具。

具体实施方式

实施例1：

为了改善原有技术中三趟钻完成开窗作业的方式，提高作业效率，减小施工成本，本发明提供了如图1-3所示的一种连续管侧钻开窗方法，本发明通过两趟钻完成连续管侧钻开窗，本发明提高了作业效率，减小了施工成本。

一种连续管侧钻开窗方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一，下入测井陀螺仪测定方位；

步骤二，下入连续管侧钻导斜器座封钻具组合到预定位置；

步骤三，开启钻井泵，连续管侧钻导斜器座封钻具组合中的转向器3活塞运动带动管柱旋转，通过第一无线磁定位工具4将连续管侧钻导斜器座封钻具组合的朝向参数传输到地面，确认方向后，停泵；

步骤四，上提连续管侧钻导斜器座封钻具组合中的机械式导斜器5后，将机械式导斜器5中的摩擦块505运动轨道由短轨道503切换至长轨道502，继续下放连续管侧钻导斜器座封钻具组合，摩擦块505带动锥体504向上移动，锥体504推动卡瓦501外伸，吃入并锚定在套管上，确认机械式导斜器5座封后，下放钻压达到设定值时，剪断连接体506与斜面507之间的连接销钉，完成机械式导斜器5座封丢手；

步骤五，起钻下入连续管侧钻开窗钻具组合，磨穿套管后反复磨铣至钻具上提下放无阻挂现象后完成连续管侧钻开窗。

本发明提供的开窗系统两趟钻完成连续管侧钻开窗作业，其中连续管侧钻导斜器座封钻具组合结构设计合理，通过切换机械式导斜器5长、短轨道即可实现导斜器座封；该开窗系统改善了原有技术中三趟钻完成连续管侧钻开窗作业的方式，提高作业效率，减小施工成本，故有利于作业现场的大规模推广应用。

本发明提供的开窗系统中的转向器3可无极调整，通过在地面控制钻井泵的开关，带动井下工具正向转动，从而改变机械式导斜器5工具面，该转向器3最小调整精度为10度，适合精细调整连续管侧钻导斜器座封钻具组合中机械式导斜器工具面朝向。

本发明提供了两趟钻完成连续管侧钻施工的开窗系统，通过连续管侧钻导斜器座封钻具组合和连续管侧钻开窗钻具组合，提高作业效率，减小施工成本。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，步骤二中所述的连续管侧钻导斜器座封钻具组合包括连续管1、连接器2、转向器3、第一无线磁定位工具4和机械式导斜器5，所述的连接器2将连续管1和转向器3连接，转向器3下端与第一无线磁定位工具4和机械式导斜器5连接。

所述的步骤三中，开启钻井泵前通过地面开泵测试第一无线磁定位工具4信号稳定后下钻到设计位置，开启钻井泵，转向器3活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，通过第一无线磁定位工具4将连续管侧钻导斜器座封钻具组合的朝向参数传输到地面，停泵后转向器3活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，重复上述开停泵动作直至连续管侧钻导斜器座封钻具组合面朝向满足设计方位要求，确定方位后，停泵。

所述机械式导斜器5至少包括导斜器本体508、卡瓦501、长导轨502、短导轨503、锥体504、摩擦块505、连接体506与斜面507；所述的锥体504设在导斜器本体508下端，摩擦块505设在锥体504上，所述的卡瓦501设在导斜器本体508中部，卡瓦501与锥体504之间的导斜器本体508上设置有长导轨502和短导轨503；所述的连接体506位于卡瓦501上端，所述的导斜器本体508上端为斜面507，斜面507与垂直方向的夹角小于15°；斜面507与连接体506通过销钉连接。

所述的连续管1为φ73mm连续管，转向器3为φ95mm转向器，机械式导斜器5为φ114mm机械式导斜器；连接器2与转向器3通过nc31扣型相连接；第一无线磁定位工具4与转向器3和机械式导斜器5均分别通过nc31扣型相连接。

本发明提供的开窗系统中钻具材料等级、扣型与所用连续管相同或者高于上部连续管，确保了作业安全性与可靠性。

所述的转向器3可无极调整，其最小调整精度为10°。

所述第一无线磁定位工具4，当井斜＞3°后可测量井眼井斜、方位及工具面的参数。第一无线磁定位工具4与第二无线磁定位工具11为相同的部件，可多次使用。

如图1所示，连续管侧钻导斜器座封钻具组合实施方式为：

将连接器2与φ73mm连续管1连接，再将连接器2与φ95mm转向器3通过nc31扣型相连接，再将φ95mm转向器3与无线磁定位工具与φ114mm机械式导斜器5通过nc31扣型相连接；地面开泵测试第一无线磁定位工具4信号稳定后下钻到设计位置，开启钻井泵，转向器3活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，通过第一无线磁定位工具4将连续管侧钻导斜器座封钻具组合的朝向参数传输到地面，停泵后转向器3活塞运动带动管柱旋10°后停止旋转，重复上述开停泵动作直至连续管侧钻导斜器座封钻具组合的工具面朝向满足设计方位要求，上提机械式导斜器5，机械式导斜器5导轨转向，将摩擦块505由短轨道503换至长轨道502，下放钻具，摩擦块505带动锥体504推动卡瓦501外伸，吃入并锚定在套管上，下放钻压达到40-60kn时，剪断连接体506与机械式导斜器斜面507之间的连接销钉，完成导斜器座封丢手。

步骤五中所述的连续管侧钻开窗钻具组合至少包括双阀板单流阀8、液压丢手9、循环短节10、第二无线磁定位工具11、马达6和铣锥7，所述的双阀板单流阀8上端与连接器2和连续管1连接，所述的双阀板单流阀8下端依次与液压丢手9、循环短节10、第二无线磁定位工具11、马达6和铣锥7连接；连续管侧钻开窗钻具组合的控制钻压5～10kn并实时调整，控制钻速1-1.5h/m，排量控制420-600l/min，进尺3-4米，无铁屑返出且钻具上提下放无遇阻，开窗完成。

所述马达6转速为100～120r/min。

如图2所示，连连续管侧钻开窗钻具组合实施方式为：将连接器2与φ73mm连续管1连接，再将连接器2与双阀板单流阀8通过nc31扣型相连接，再将双阀板单流阀8与液压丢手9通过nc31扣型相连接，再将液压丢手9与循环短节10通过nc31扣型相连接，再将循环短节10与第二无线磁定位工具11通过nc31扣型相连接，再将第二无线磁定位工具11与马达6通过nc31扣型相连接，再将马达6与铣锥7通过nc26扣型相连接；控制钻压5～10kn并实时调整，控制钻速1-1.5h/m，排量控制420-600l/min，进尺3-4米，无铁屑返出且钻具上提下放无遇阻，开窗完成。

本发明提供的开窗系统两趟钻完成连续管侧钻开窗作业，其中连续管侧钻导斜器座封钻具组合结构设计合理，通过切换机械式导斜器5长、短轨道即可实现导斜器座封；该开窗系统改善了原有技术中三趟钻完成连续管侧钻开窗作业的方式，提高作业效率，减小施工成本，故有利于作业现场的大规模推广应用。

本发明提供的开窗系统中的转向器3可无极调整，通过在地面控制钻井泵的开关，带动井下工具正向转动，从而改变机械式导斜器5工具面，该转向器3最小调整精度为10度，适合精细调整连续管侧钻导斜器座封钻具组合中机械式导斜器工具面朝向。本发明提供的开窗系统中钻具材料等级、扣型与所用连续管相同或者高于上部连续管，确保了作业安全性与可靠性。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中为详细描述的装置部件及方法均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。