一种高稳定性小井眼钻井装置的制作方法

本发明涉及钻井，具体涉及一种高稳定性小井眼钻井装置。

背景技术：

1、在小井眼钻井过程中常采用斜向器为侧钻管柱提供钻进导向，但是目前的斜向器导向稳定性一般且容易造成分支孔钻头和分支孔钻管滑落到侧钻管柱和裸眼井壁的环空当中的问题。

2、因此，有必要提供一种高稳定性小井眼钻井装置以解决上述问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高稳定性小井眼钻井装置，包括侧钻管柱、斜向器和至少一个可控推靠机构，其中，所述斜向器为一设有导向斜面的钻井短节，其上端连接钻井管柱或完井管柱，所述导向斜面的出口方向与预设分支井的钻进方位一致；

2、所述可控推靠机构连接于所述斜向器的下端，且能够在主井眼内将所述斜向器抵靠在井眼一侧或者居中，当可控推靠机构为1-2个时，其可使所述斜向器的导向斜面出口紧贴井壁，便于侧钻管柱沿导向斜面向井壁外侧的地层深处钻进，且避免分支孔钻头和分支孔钻管滑落到侧钻管柱和裸眼井壁的环空当中；当可控推靠机构为多个时，其可使所述斜向器居中；

3、所述侧钻管柱可在所述斜向器的引导下由主井眼井壁沿预设分支井方位进行钻进。

4、进一步，作为优选，还包括井下测量组件，用于确定所述斜向器导向斜面的出口方向是否与设计开窗侧钻方向一致。

5、进一步，作为优选，所述侧钻管柱为可通过所述斜向器由主井眼井壁沿预设分支井方位进行钻进的柔性钻柱，其破岩动力和钻进动力为高压水力能量或者是井下马达。

6、进一步，作为优选，所述可控推靠机构具有2-3个推靠端，当具有两个推靠端，且两个所述推靠端推靠井壁时，能够使得所述斜向器导向斜面的出口位置紧贴另一侧井壁时，形成稳定的三点支撑；当具有三个推靠端，且当三个所述推靠端推靠井壁时，三个推靠端设置于所述斜向器下部，且沿周向设置于斜向器的筒壁上，能够使得所述斜向器居中，并形成稳定的三点支撑。

7、进一步，作为优选，所述可控推靠机构为液压驱动可控推靠机构，所述液压驱动可控推靠机构包括液压源、驱动液压缸和推靠件，所述驱动液压缸包括液压活塞和液压活塞容置腔，所述液压活塞设置于所述液压活塞容置腔中，且与推靠件相连，所述液压源由连接电路与地面通信连接，可接收和执行地面指令，完成对所述驱动液压缸的加压和泄压动作，从而控制所述推靠件伸出或缩回。

8、进一步，作为优选，所述可控推靠机构为电驱动可控推靠机构，所述电驱动可控推靠机构包括电动机、传动机构和滑动推靠件，所述传动机构作为电动机和滑动推靠件之间的连接件，其一端与所述电动机的输出轴连接，另一端与所述滑动推靠件连接，可实现将电动机输出端的旋转运动转变为滑动推靠件所需的直线运动,所述电动机由连接电路与地面通信连接，可接收地面指令，完成转停动作，每次指令完成一次动作。

9、进一步，作为优选，所述斜向器内部设有循环流道和侧钻流道，所述连接电路设置于所述循环流道内避面或者设有独立的电路通道，所述循环流道与上、下部钻柱内环空连通，共同构成钻井液循环通道，所述侧钻流道与上部钻柱内环空连通，下部与分支井眼连通。

10、进一步，作为优选，所述传动机构还包括扶正结构及限位结构。

11、进一步，作为优选，还包括密封系统。

12、进一步，作为优选，所述侧钻流道内部预设有侧钻管柱，所述侧钻管柱的长度大于预设分支井眼长度，且当上部钻进液进入所述侧钻流道时，高压流体充满所述侧钻管柱，在高压水力能量或者是水力能量与机械能量相结合的作用下，朝预设方向钻入地层。

13、与现有技术相比，本发明提供了一种高稳定性小井眼钻井装置，具有以下有益效果：

14、1.本发明实施例中，斜向器为一设有导向斜面的钻井短节，且在斜向器下方设置有可控推靠机构，从而使得利用可控推靠机构可以在主井眼内将所述斜向器抵靠在井眼一侧，使所述斜向器的导向斜面出口紧贴井壁，便于侧钻管柱沿导向斜面向井壁深处钻进，避免分支孔钻头和分支孔钻管滑落到侧钻管柱和裸眼井壁的环空当中；

15、2.本发明实施例中，所述可控推靠机构具有2-3个推靠端，当具有两个推靠端，且两个所述推靠端推靠井壁时，能够使得所述斜向器导向斜面的出口位置紧贴另一侧井壁时，形成稳定的三点支撑；当具有三个推靠端，且当三个所述推靠端推靠井壁时，三个推靠端设置于所述斜向器下部，且沿周向设置于斜向器的筒壁上，能够使得所述斜向器居中，并形成稳定的三点支撑，提高了整体的稳定性，便于侧钻管柱在小井眼中进行钻进。

技术特征：

1.一种高稳定性小井眼钻井装置，包括侧钻管柱(100)、斜向器(200)和至少一个可控推靠机构(300)，其中，所述斜向器(200)为一设有导向斜面的钻井短节，其上端连接钻井管柱或完井管柱，所述导向斜面的出口方向与预设分支井的钻进方位一致；

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：还包括井下测量组件，用于确定所述斜向器(200)导向斜面的出口方向是否与设计开窗侧钻方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述侧钻管柱(100)为可通过所述斜向器(200)由主井眼井壁沿预设分支井方位进行钻进的柔性钻柱，其破岩动力和钻进动力为高压水力能量或者是井下马达。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述可控推靠机构(300)具有2-3个推靠端，当具有两个推靠端，且两个所述推靠端推靠井壁时，能够使得所述斜向器(200)导向斜面的出口位置紧贴另一侧井壁时，形成稳定的三点支撑；当具有三个推靠端，且三个所述推靠端推靠井壁时，三个推靠端设置于所述斜向器下部，且沿周向设置于斜向器的筒壁上，能够使得所述斜向器(200)居中，并形成稳定的三点支撑。

5.根据权利要求4所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述可控推靠机构(300)为液压驱动可控推靠机构(300a)，所述液压驱动可控推靠机构(300a)包括液压源(301)、驱动液压缸(302)和推靠件(303)，所述驱动液压缸(302)包括液压活塞(302a)和液压活塞容置腔(302b)，所述液压活塞(302a)设置于所述液压活塞容置腔(302b)中，且与推靠件(303)相连，所述液压源由连接电路(304)与地面通信连接，可接收和执行地面指令，完成对所述驱动液压缸(302)的加压和泄压动作，从而控制所述推靠件(303)伸出或缩回。

6.根据权利要求4所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述可控推靠机构(300)为电驱动可控推靠机构(300b)，所述电驱动可控推靠机构(300b)包括电动机(305)、传动机构(306)和滑动推靠件(307)，所述传动机构作为电动机(305)和滑动推靠件(307)之间的连接件，其一端与所述电动机(305)的输出轴连接，另一端与所述滑动推靠件(307)连接，可实现将电动机(305)输出端的旋转运动转变为滑动推靠件(307)所需的直线运动,所述电动机(305)由连接电路(304)与地面通信连接，可接收地面指令，完成转停动作，每次指令完成一次动作。

7.根据权利要求5或6所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述斜向器(200)内部设有循环流道(308)和侧钻流道(309)，所述连接电路(304)设置于所述循环流道(308)内避面或者设有独立的电路通道，所述循环流道(308)与上、下部钻柱内环空连通，共同构成钻井液循环通道，所述侧钻流道(309)与上部钻柱内环空连通，下部与分支井眼连通。

8.根据权利要求6所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述传动机构(306)还包括扶正结构(312)及限位结构(313)。

9.根据权利要求1或4所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：还包括密封系统。

10.根据权利要求7所述的一种高稳定性小井眼钻井装置，其特征在于：所述侧钻流道(309)内部预设有侧钻管柱(100)，所述侧钻管柱(100)的长度大于预设分支井眼长度，且当上部钻进液进入所述侧钻流道(309)时，高压流体充满所述侧钻管柱(100)，在高压水力能量或者是水力能量与机械能量相结合的作用下，朝预设方向钻入地层。

技术总结
本发明公开了一种高稳定性小井眼钻井装置，包括侧钻管柱、斜向器和可控推靠机构，其中，所述斜向器为一设有导向斜面的钻井短节，其上端连接钻井管柱或完井管柱，所述导向斜面的出口方向与预设分支井的钻进方位一致；所述可控推靠机构连接于所述斜向器的下端，且能够在主井眼内将所述斜向器抵靠在井眼一侧，使所述斜向器的导向斜面出口紧贴井壁，便于侧钻管柱沿导向斜面向井壁外侧的地层深处钻进，且避免分支孔钻头和分支孔钻管滑落到侧钻管柱和裸眼井壁的环空当中；所述侧钻管柱可通过所述斜向器由主井眼井壁沿预设分支井方位进行钻进。

技术研发人员：杨忠华
受保护的技术使用者：北京全地科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15