钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油、煤炭、天然气技术领域，特别是一种连续管钻径向水平孔用的井下作业装置，具体是一种钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置。
【背景技术】
[0002]目前在国内外油田开采行业中，连续管钻径向水平孔技术主要用于油气井二次开发，对低渗透油藏改造、近井带污染层改造具有显著增产效果。
[0003]现有的连续管钻径向水平孔技术主要是先利用常规油管柱将定位导向工具下放到预作业的层位，然后，利用连续管将钻套管工具下放到定位导向工具中，进行套管钻孔作业，钻孔完成后，用连续管起出钻套管工具，接着，利用连续管将喷射钻地层工具下放到定位导向工具中，进行喷射钻地层作业，钻地层作业结束后，用连续管将喷射钻地层工具起出，最后，用常规油管柱将定位导向工具从井筒中起出，从而完成整个钻径向水平孔作业工序。
[0004]如图1所示，上面所述的定位导向工具包含一个定位器11和一个导向器12，其中定位器11用于将作业工具在作业层中的定位，导向器12则用于导引钻套管工具13在套管上钻孔开窗作业，以及喷射钻地层工具在地层中钻进。其中，所述钻套管工具13由螺杆马达14驱动，并在导向器12的S形通道16内旋转，进行套管钻孔作业，由于钻套管工具13与S形通道16之间存在间隙S，由离心力作用原理可知，当钻套管工具13在S形通道16内旋转时，其会在S形通道16的内壁上产生较大的偏磨阻力，该偏磨阻力会对钻孔过程产生两个负面影响:一是会削弱钻套管工具13钻套管时的有效钻削力矩，从而导致卡钻;二是钻套管工具13与S形通道16的内壁会发生磨损，进一步加剧二者之间的间隙δ，导致偏磨阻力变大，加剧卡钻发生。
[0005]钻套管工具13在套管上钻孔过程中发生卡钻时，会造成以下几种不利后果:一是螺杆马达14产生陡转扭矩，钻套管工具13被扭断，造成落鱼，需进行落鱼打捞，影响作业进度，增加工作量和工作成本;二是套管开窗不成功，导致后续的喷射钻地层工具作业失败，需重复多次起出和下入钻套管工具13和其他工具，导致作业周期和成本增加。
[0006]有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明人结合相关制造领域多年的设计及使用经验，辅以过强的专业知识，提供一种钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置，来克服上述缺陷。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置，其能够有效解决钻套管工具在钻孔过程中偏磨导致卡钻的问题。
[0008]本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:
[0009]本发明提供一种钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置，其中，所述导向器的出口处设置有出口凹槽，所述钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置位于所述出口凹槽内，其包括:
[0010]本体，其具有与所述导向器的出口相连通的通孔，所述通孔的底端设有盖板，所述盖板具有与所述通孔相连通的盖板孔，所述通孔的顶端设有环卡部；
[0011]旋转环，其设于所述通孔内，所述旋转环的底端顶抵在所述盖板上，所述旋转环的外壁凸设有环台阶，所述环台阶的上台阶面与所述环卡部之间形成第一腔室，所述环台阶的下台阶面与所述盖板之间形成第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室内分别设有多个钢球。
[0012]在优选的实施方式中，所述本体的底部设有凹槽，所述凹槽与所述通孔相连通，所述盖板位于所述凹槽内。
[0013]在优选的实施方式中，所述本体的顶面凹设有与所述通孔相连通的两个纵向排肩槽，两个所述纵向排肩槽沿所述通孔的径向相对设置。
[0014]在优选的实施方式中，所述本体的顶面凹设有与所述通孔相连通的两个横向排肩槽，两个所述横向排肩槽沿所述通孔的径向相对设置，两个所述横向排肩槽与两个所述纵向排肩槽沿所述通孔的圆周方向交错设置。
[0015]在优选的实施方式中，所述本体的顶面形成有四个相互连接的斜面，所述斜面自所述旋转出口装置的中心向远离所述中心的方向向下倾斜设置。
[0016]在优选的实施方式中，四个所述斜面包括两个纵向斜面和两个横向斜面，所述纵向斜面位于两个所述横向斜面之间，所述纵向排肩槽位于所述纵向斜面上，所述横向排肩槽位于所述横向斜面上。
[0017]在优选的实施方式中，所述旋转环的内环壁的底部形成有锥形孔，所述锥形孔的底部孔径大于所述锥形孔的顶部孔径。
[0018]在优选的实施方式中，所述盖板孔为锥形孔，所述盖板孔的底部孔径大于所述盖板孔的顶部孔径，所述盖板孔与所述旋转环的锥形孔相对接，所述盖板孔的顶部孔径与所述旋转环的锥形孔的底部孔径相同。
[0019]在优选的实施方式中，所述旋转环的锥形孔的锥度与所述盖板孔的锥度相等。
[0020]在优选的实施方式中，所述盖板上凹设有多个沉孔台阶，多个所述沉孔台阶上分别设有圆柱孔，所述圆柱孔内穿设螺钉，所述盖板通过所述螺钉与所述本体相连。
[0021]本发明钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的特点及优点是:
[0022]1、本发明对钻套管工具具有支撑和扶正的作用，使钻套管工具在工作时，其前端与导向器的S形通道之间不会发生摩擦磨损，且二者之间的间隙也不会增大，降低钻套管工具旋转钻孔时的偏磨阻力，避免了钻套管工具前端旋转时的离心力增大而造成的旋转阻力矩增加，最终避免了钻套管工具因钻孔过程中偏磨，而卡钻被扭断造成落鱼，减少卡钻风险，提高了钻孔成功率。
[0023]2、本发明的旋转环与本体之间的第一腔室、旋转环与盖板之间的第二腔室分别设有钢球，钻套管工具的前端与旋转环的锥形孔相抵触时，会带动旋转环随其一起进行旋转，使旋转环和钻套管工具相对本体和盖板为旋转滚动摩擦副的方式，大大降低了钻套管工具工作时的旋转摩擦阻力，提高了钻套管工具的有效钻削扭矩，提高了钻孔成功率。
[0024]3、本发明的旋转环具有锥形孔，其采用内锥面结构设计，既避免了钻套管工具的径向过度伸出钻水泥环而卡钻，还可使钻套管工具和旋转环接触而不产生相对滑动，避免磨损间隙的产生而导致偏磨卡钻。
[0025]4、本发明的本体上的纵向排肩槽和横向排肩槽均与通孔相连通，使钻套管工具在钻孔过程中产生的铁肩不会堆积在钻头处影响钻头钻孔，而会通过纵向排肩槽和横向排肩槽进入各斜面处的空腔，保障钻孔时铁肩排出通畅，避免因铁肩堆积而造成卡钻的问题。
[0026]5、本发明采用独立模块化设计，可根据钻头尺寸要求，单独调整旋转环上的圆柱形孔、锥形孔和盖板上的盖板孔的孔径大小，还可与不同尺寸规格的导向器配套使用，更换方便。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0028]图1为连续管钻套管工具未安装本发明时的结构示意图；
[0029]图2为连续管钻套管工具安装了本发明时的结构示意图；
[0030]图3为本发明的钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的主视图；
[0031]图3-1为本发明的钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的俯视图；
[0032]图3-2为沿图3-1中的A-A向剖切线的剖视图；
[0033]图4为本发明的钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的本体的主视图；
[0034]图4-1为本发明的钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的本体的俯视图；
[0035]图4-2为沿图4-1中的B-B向剖切线的剖视图；
[0036]图4-3为沿图4-1中的C-C向剖切线的剖视图；
[0037]图5为本发明的钻径向水平孔用导向器的旋转出口装置的旋转环的主视图；
[0038]图6为本