专利名称：用于分支井开窗侧钻的锚定工具的制作方法
技术领域：
本发明属于油田开发生产技术领域，特别是涉及一种用于分支井开窗侧钻的锚定工具。
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，国内开窗侧钻普遍使用的锚定工具结构大多使用单卡瓦结构，先用送入工具把导向工具连同锚定工具下入井内，待其锚定后取出送入工具，然后再下入开窗工具进行开窗。在上述作业过程中，单卡瓦结构可靠性较低，并且只能承受单向作用力，遇到作业复杂情况应变能力较低。另外在侧钻作业完成后，锚定工具有可能产生位移，导致后期对分支井的定位产生误差，作业安全性难以保证，效率低。国外的同类产品由于其结构限制和价格昂贵，不利于油田作业现场大规模应用。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于分支井开窗侧钻的锚定工具，本工具不仅结构简单、便于操作、大幅度提高作业效率、安全可靠，而且当配合导向器使用时，下入一趟钻即可实现定位及开窗侧钻作业。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是
用于分支井开窗侧钻的锚定工具，包括上接头、中间接头、对接管和下接头，其特征在于还包括悬挂总成、锚定总成设置在中间接头与悬挂芯轴之间的活塞联动机构，所述悬挂总成包括插装在中间接头内且与上接头连接的卡簧堵，卡簧堵一端连接其上装有卡簧座和卡簧的卡簧轴，卡簧轴一端螺纹连接悬挂芯轴；所述活塞联动机构包括与悬挂芯轴连接的上限位、设置在悬挂芯轴上的上活塞、下活塞和下限位；所述锚定总成包括通过螺帽与对接管连接的锁紧管、与对接管连接的上卡瓦座、通过销钉安装在上卡瓦座上的上卡瓦、 与锁紧管连接的下卡瓦座及通过销钉与下卡瓦座固定的下卡瓦。本发明还可以采用如下技术方案
所述悬挂总成的卡簧轴上设有倒齿，所述卡簧座上设有与卡簧轴倒齿配合的止回槽。所述悬挂芯轴径向上制有传压孔。所述活塞联动机构的上活塞和下活塞之间还设有与悬挂芯轴传压孔连通的传压接头。所述锚定总成的上卡瓦与下卡瓦之间装有隔套，所述隔套通过销钉与锁紧管固定。所述锁紧管外圆周上制有限制其单向运动的倒齿结构，下卡瓦座内壁上制有与锁紧管倒齿配合的倒齿。所述上卡瓦和下卡瓦外圆周上制有起到轴向和周向限位作用的轴向卡瓦牙和周向卡瓦牙。本发明具有的优点和积极效果是由于本发明采用上述技术方案，即通过液压和机械两种方式，推挤上卡瓦和下卡瓦，通过上、下卡瓦的锚定以及悬挂总成的悬挂，一次下钻即可完成导向器的锚定悬挂功能和开窗侧钻作业。这样不仅可简化操作、提高作业效率； 而且双卡瓦结构稳定可靠性高，能承受双向作用力，遇到作业复杂情况应变能力好。此外， 在侧钻作业完成后，可避免锚定工具产生位移，保证后期操作对分支井的定位准确性和作业安全性。本发明不仅结构简单、便于操作且制造成本低。
图1是本发明的结构示意图； 图2是图1的A部结构放大示意图。图中1、上接头；2、卡簧堵；3、卡簧轴；3-1、卡簧轴倒齿；4、卡簧座；5、 卡簧；6、中间接头；7、悬挂心轴；7-1、传压孔；8、上限位；9、上活塞；10、传压接头； 11、下活塞；12、下限位；13、对接管；14、螺帽；15、锁紧管；15_1、倒齿结构；16、上卡瓦座；17、剪切销钉；18、上卡瓦；19、隔套；20、下卡瓦；21、销钉；22、下卡瓦座； 22-1、倒齿；23、下接头；24、剪切销钉；25、悬挂接头；26、悬挂销钉；27、卡瓦牙。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、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和图2，用于分支井开窗侧钻的锚定工具，包括上接头1、中间接头6、对接管13、下接头23、悬挂总成、锚定总成和设置在中间接头6与悬挂芯轴7之间的活塞联动机构，所述中间接头上部通过螺纹直接连接于上接头，中间接头下部和对接管相连，所述悬挂心轴下端与悬挂接头25连接，悬挂接头25通过悬挂销钉沈与下接头23相连。所述悬挂总成包括插装在中间接头6内且与上接头1连接的卡簧堵2，卡簧堵一端连接其上装有卡簧座4和卡簧5的卡簧轴3，卡簧轴一端螺纹连接悬挂芯轴7 ；本实施例中，所述悬挂芯轴径向上制有传压孔7-1，所述悬挂总成的卡簧轴上设有卡簧轴倒齿3-1， 所述卡簧座上设有与卡簧轴倒齿配合的止回槽。所述活塞联动机构包括与悬挂芯轴7螺纹连接的上限位8、安装在悬挂芯轴上的上活塞9、下活塞11和下限位12，上活塞和下活塞安装于悬挂心轴传压孔7-1两侧，所述上活塞和下活塞之间还设有与悬挂芯轴传压孔7-1连通的传压接头10。所述锚定总成包括通过螺帽14与对接管13连接的锁紧管15、与对接管连接的上卡瓦座16、通过剪切销钉17安装在上卡瓦座上的上卡瓦18、与锁紧管连接的下卡瓦座22 及通过销钉21与下卡瓦座固定的下卡瓦20。所述锚定总成的上卡瓦与下卡瓦之间装有隔套19，所述隔套通过销钉与锁紧管15固定。所述锁紧管外圆周上制有限制其单向运动的倒齿结构15-1，下卡瓦座内壁上制有与锁紧管倒齿结构配合的倒齿22-1，所述上卡瓦和下卡瓦外圆周上制有起到轴向和周向限位作用的轴向卡瓦牙和周向卡瓦牙27。
此时斜向器直接与悬挂总成连接，固定好位置，即可进行开窗侧钻作业。在配合导向器应用分支井开窗侧钻时，上接头可直接和导向器连接，中间接头上部通过螺纹直接连接于上接头，下部和对接管相连，上卡瓦座和上卡位通过销钉固定连接，下卡瓦座和下卡瓦也通过销钉固定连接，下卡瓦座连接于锁紧管上。上限位通过螺纹连接于悬挂心轴上，上活塞顶住上限位。本发明的工作原理为
请参阅图1和图2，本发明工具的接头扣型均为国际标准扣型，这样便于与现场的其它工具以及管线等的连接。在配合导向器应用时，首先将锚定总成、悬挂总成与斜向器连接好并下入到位后，在管住内部打压，压力通过悬挂芯轴7中心孔既可以传到上活塞9部位，由于上活塞上部为低压区，在压力的作用下，上活塞带动上限位8上移，上限位8与悬挂芯轴7 通过螺纹直接连接，由此带动悬挂芯轴上移。悬挂心轴上端连接的卡簧轴3上设计有倒齿结构，与卡簧堵2相互作用，起到限位、锁定作用。而悬挂芯轴又与下接头23相连接，从而带动下接头一起上移，在下接头上移力的推动作用下，下卡瓦座22剪切销钉M，推挤下卡瓦20，下卡瓦锚定完成。通过液压和机械两种方式，推挤下卡瓦，实现锚定功能。下卡瓦锚定完成后，斜向器已经悬挂在锚定总成上面，为保证斜向器稳定性，又设计上卡瓦18。同样道理，在压力作用下，下活塞11带动下限位12、对接管13、上卡瓦座16， 剪切销钉17，推挤上卡瓦18，上卡瓦锚定完成。同时可以下压管柱，管柱自身重量可以压动上接头1下行，在中间接头6，对接管13及螺帽14的传接作用下，压动上卡瓦座16下移，推动上卡瓦，辅助完成上卡瓦锚定。通过液压和机械两种方式，推挤上卡瓦，实现锚定功能。经过上、下卡瓦的锚定，斜向器可以稳定的做挂在锚定总成上面，进行开窗侧钻作业。开窗侧钻作业完成后，通过专用的导向器回收工具，上端的导向总成带动外层的上接头、对接管， 通过卡簧轴上的倒齿结构带动悬挂芯轴剪切掉悬挂销钉26上行，即斜向器及悬挂总成部分即可起出井外，外围的锚定总成留在井内，作为侧井眼的定位机构，配合后续的空心导向器等工具，进行后续的分支井完井及其它作业。
权利要求
1.一种用于分支井开窗侧钻的锚定工具，包括上接头、中间接头、对接管和下接头，其特征在于还包括悬挂总成、锚定总成设置在中间接头与悬挂芯轴之间的活塞联动机构，所述悬挂总成包括插装在中间接头内且与上接头连接的卡簧堵，卡簧堵一端连接其上装有卡簧座和卡簧的卡簧轴，卡簧轴一端螺纹连接悬挂芯轴；所述活塞联动机构包括与悬挂芯轴连接的上限位、设置在悬挂芯轴上的上活塞、下活塞和下限位；所述锚定总成包括通过螺帽与对接管连接的锁紧管、与对接管连接的上卡瓦座、通过销钉安装在上卡瓦座上的上卡瓦、与锁紧管连接的下卡瓦座及通过销钉与下卡瓦座固定的下卡瓦。
2.根据权利要求1所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述悬挂总成的卡簧轴上设有倒齿，所述卡簧座上设有与卡簧轴倒齿配合的止回槽。
3.根据权利要求1所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述悬挂芯轴径向上制有传压孔。
4.根据权利要求1所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述活塞联动机构的上活塞和下活塞之间还设有与悬挂芯轴传压孔连通的传压接头。
5.根据权利要求1所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述锚定总成的上卡瓦与下卡瓦之间装有隔套，所述隔套通过销钉与锁紧管固定。
6.根据权利要求5所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述锁紧管外圆周上制有限制其单向运动的倒齿结构，下卡瓦座内壁上制有与锁紧管倒齿配合的倒齿。
7.根据权利要求6所述的用于分支井开窗侧钻的锚定工具，其特征在于所述上卡瓦和下卡瓦外圆周上制有起到轴向和周向限位作用的轴向卡瓦牙和周向卡瓦牙。
全文摘要
本发明涉及一种用于分支井开窗侧钻的锚定工具，包括上接头、中间接头、对接管和下接头，特征是还包括悬挂总成、锚定总成和活塞联动机构，悬挂总成包括卡簧堵、卡簧座、卡簧和卡簧轴，卡簧轴一端连接悬挂芯轴；活塞联动机构包括上限位、上活塞、下活塞和下限位；锚定总成包括与对接管连接的锁紧管、上卡瓦座、上卡瓦、下卡瓦座及下卡瓦。优点是通过液压和机械两种方式，一次下钻即可完成导向器的锚定悬挂功能和开窗侧钻作业。不仅可简化操作、提高作业效率；而且双卡瓦结构稳定可靠，能承受双向作用力，遇到作业复杂情况应变能力好。此外，在侧钻作业完成后，可避免锚定工具产生位移，保证后期操作对分支井的定位准确性和作业安全性。
文档编号E21B23/00GK102418486SQ20111045021
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘传刚, 吴永朝, 左凯, 李士敏, 谭峻松, 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