专利名称：随钻式水力造斜装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的随钻式水力造斜装置，它主要适用于矿产钻探设备用于超短半径水平井和变向的钻探。它主要是通过利用水力的作用将造斜的钻井设备在井下根据要求自行造斜，从而实现随钻造斜的目的。它主要是由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器和造斜组合钻具等构成。
在石油的开采中，为提高单井控油面积和原油采收率，经常采用沿油层钻水平井的手段，常规的水平井钻井，主要有大曲率、中曲率和小曲率水平井几种钻探方法，但这些钻井的手段往往投资较大，施工成本较高，尤其是对需要进行超短半径钻井的施工要求，常常难以实现。目前，径向水平井是一种较为先进的钻井技术，它主要是采用在油层段铣套管、井下扩孔、下入斜向器、水平喷射钻进的方式进行钻井．该技术可在一口井的一个层位处钻多个水平井及多个层位处分别钻多个水平井。但是，该技术一个主要的难点就是井下扩孔的尺寸较大，若使用机械法扩孔，往往受井径的限制，又由于钻杆较细，不能承受大扭矩，因此扩孔速度较慢；若采用水力法扩孔，压裂车长时间、高负荷运转，其设备也难以经济运行。因此，使得总的钻井成本增加，而扩孔中的大部分空间实际上也无法利用。
本实用新型的目的就在于避免现有技术的不足之处而提供的一种新型的随钻式水力造斜装置，它主要是采用特殊的钻进结构，使得本实用新型可以在钻水平井时不扩孔或只用常规扩孔工具扩孔即可，并随着钻进同时自行造斜，实现超短半径的径向水平井钻井。它是主要是由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器及造斜组合钻具等构成，其主要的技术特点在于定位器、螺旋转套及斜向器是依次串联设置在圆筒式壳体的内腔，其各组件的中间都沿纵轴方向设置有供造斜组合钻具通过的中心通道；造斜组合钻具是设置在定位器的上部，其柔性钢(103)管可在水利的驱动下依次贯穿定位器、螺旋转套及斜向器。
附图的图面说明如下附
图1为本实用新型造斜前的结构示意图。
附图2为本实用新型造斜后的的结构示意图。
附图3为本实用新型的造斜组合钻具的结构示意图。1----壳体 1a----下定位槽 1b----上定位槽 2----锁套3----上锁球 4---上锁块 5----锁簧6----下锁球7----下锁块 8----上轴承 9----转套9a----螺旋槽10----导旋销11----下轴承 12----轴承档圈 13----中心管14----螺套 15----钢丝绳上定位卡 16----定长钢丝绳 17----滚轮18----滑块 18a----限位槽19----铰轴 20----钢丝绳下定位卡21----校直节101----加力柱塞 102----过渡节103----柔性钢管104----水力钻头为了更好地实现本实用新型的上述目的，本实用新型的设计者将定位器设计成是由锁套(2)、上锁球(3)、上锁块(4)、锁簧(5)、下锁球(6)、下锁块(7)及上轴承(8)构成的，其结构是锁套(2)下方设置上锁块(4)和下锁块(7)，并在上锁块(4)和下锁块(7)中间设置锁簧(5)，其上锁块(4)的外壁设置有上锁球(3)、下锁块(7)的外壁设置有下锁球(6)，在下锁块(7)的下方设置有上轴承(8)；将螺旋转套设计成是由转套(9)、螺旋槽(9a)及壳体内壁上的导旋销(10)构成的，其螺旋槽(9a)是设置在转套(9)的外壁上，旋转时，该槽是在壳体(1)上的沿导旋销(10)上下移动；将斜向器设计成是由下轴承(11)、中心管(13)、螺套(14)、滚轮(17)、滑块(18)、校直节(21)和定长钢丝绳(16)构成的，其结构是下轴承(11)设置在螺套(14)上端，中心管(13)则设置于其中，螺套(14)的下端设置有由铰轴(19)铰接的若干滑块(18)，每个滑块(18)上设置有供柔性钢管(103)在其上面运动的滚轮(17)，在螺套(14)和各滑块(18)上加工有限位槽(18a)，在底端滑块(18)上铰接有校直节(21)，在校直节(21)和螺套(14)之间设置有贯穿各滑块(18)的定长钢丝绳(16)；将造斜组合钻具设计成是由加力柱塞(101)、过渡节(102)、柔性钢管(103)和水力钻头(104)构成的，其结构是过渡节(102)设置在加力柱塞(101)的下部，柔性钢管(103)设置在过渡节(102)的下部，水力钻头(104)则设置在柔性钢管(103)的顶端。
下面将结合附图来详叙本实用新型的结构特点在实际设计和制造中，本实用新型的设计者是按上述的结构特点对本实用新型进行加工和安装的。通过按上述的技术要求设计安装好本实用新型，在实际操作中，本实用新型是这样工作的第一步是造弯(造斜)，本随钻式水力造斜装置的上端连接密封盒和井下锚定器等，然后用高压油管下至预定的井深处锚定，再用抽油杆或钢丝绳下入造斜组合钻具，使加力柱塞101与密封盒相配合，过渡节102推动上锁块4下行，上锁球3退出壳体1上的上定位槽1b后，整个壳体内部的各部件在加力柱塞101的推动下下行，此时水力钻头104与校直节21的末端平齐。同时，高压流体经组合钻具的内孔由水力钻头104喷出，形成一扩散射流，钻出一较大的孔径，保证校直节21和滑块18能够通过。内部零件下行时，导旋销10通过转套9上的螺旋槽9a推动转套9边轴向运动边旋转。转套9通过螺纹连接带动螺套14及相连的钢丝绳16上行(螺套14不旋转)，钢丝绳16上下端分别用卡子15、20固定在螺套14和校直节21上，中间从滑块18内穿过。如此下行时伸出外壳1的滑块18均被钢丝绳16拉紧，形成一圆弧。为防止滑块18随转套9旋转，滑块18外侧有限位槽18a与外壳上凸起的定位块相配合，限制滑块18绕轴旋转。转套9用轴承8、11支承，可减小运动阻力。当下推到位时(附图2)，下锁块7在弹簧5的作用下，将下锁球6推入外壳1的下锁槽1a内，将内部零件与外壳连成一体，此时弯道定形，拉回造弯钻具组合。第二步是水平钻进，下入连续管水平钻进，然后拉回连续管。第三步是收回，下入回收接头拉住下锁块7内槽，上提解锁，将内部零件拉回到附
图1的位置，归位，回收接头脱开。
本实用新型的使用方式可以有多种变化。其中造弯、水平钻进与回收各步骤可顺序合并，或三者合而为一。它具有以下主要特点通过螺旋类机构将多节滑块边下推边定形，最终形成一固定弯道，保证连续管可水平钻进及拉回。因此，本实用新型具有极大的推广价值和巨大的潜在经济和社会效益。
一种新型的随钻式水力造斜装置，它主要是通过利用水力的作用将造斜的钻井设备在井下根据要求自行造斜，从而实现随钻造斜的目的。它主要是由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器和造斜组合钻具等构成。其中造弯、水平钻进与回收各步骤可顺序合并，或三者合而为一，并具有以下特点通过螺旋类机构将多节滑块边下推边定形，最终形成一固定弯道，保证连续管可水平钻进及拉回。
权利要求1．随钻式水力造斜装置，它是由圆筒式壳体(1)、定位器、螺旋转套、斜向器及造斜组合钻具构成，其特征在于定位器、螺旋转套及斜向器是依次串联设置在圆筒式壳体的内腔，其各组件的中间都沿纵轴方向设置有供造斜组合钻具通过的中心通道；造斜组合钻具是设置在定位器的上部，其柔性钢管(103)可在水利的驱动下依次贯穿定位器、螺旋转套及斜向器。
2．根据权利要求1所述的随钻式水力造斜装置，其特征在于所说的定位器主要是由锁套(2)、上锁球(3)、上锁块(4)、锁簧(5)、下锁球(6)、下锁块(7)及上轴承(8)构成；其结构是锁套(2)下方设置上锁块(4)和下锁块(7)，并在上锁块(4)和下锁块(7)中间设置锁簧(5)，其上锁块(4)的外壁设置有上锁球(3)、下锁块(7)的外壁设置有下锁球(6)，在下锁块(7)的下方设置有上轴承(8)。
3．根据权利要求1所述的随钻式水力造斜装置，其特征在于所说的螺旋转套主要是由转套(9)、螺旋槽(9a)及壳体内壁上的导旋销(10)构成，螺旋槽(9a)是设置在转套(9)的外壁上；旋转时，该槽是在沿导旋销(10)上下移动。
4．根据权利要求1所述的随钻式水力造斜装置，其特征在于所说的斜向器是由下轴承(11)、中心管(13)、螺套(14)、滚轮(17)、滑块(18)、校直节(21)和定长钢丝绳(16)构成；其结构是下轴承(11)设置在螺套(14)上端，中心管(13)则设置于其中，螺套(14)的下端设置有由铰轴(19)铰接的若干滑块(18)，每个滑块(18)上设置有供柔性钢管(103)在其上面运动的滚轮(17)，在螺套(14)和各滑块(18)上加工有限位槽(18a)，在底端滑块(18)上铰接有校直节(21)，在校直节(21)和螺套(14)之间设置有贯穿各滑块(18)的定长钢丝绳(16)。
5．根据权利要求1所述的随钻式水力造斜装置，其特征在于所说的造斜组合钻具主要是由加力柱塞(101)、过渡节(102)、柔性钢管(103)和水力钻头(104)构成；其结构是过渡节(102)设置在加力柱塞(101)的下部，柔性钢管(103)设置在过渡节(102)的下部，水力钻头(104)则设置在柔性钢管(103)的顶端。
专利摘要一种新型的随钻式水力造斜装置,它主要是通过利用水力的作用将造斜的钻井设备在井下根据要求自行造斜,从而实现随钻造斜的目的。它主要是由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器和造斜组合钻具等构成。其中,造弯、水平钻进与回收各步骤可顺序合并,或三者合而为一。本实用新型具有的特点是,通过螺旋类机构将多节滑块边下推边定形,最终形成一固定弯道,保证连续管可水平钻进及拉回。
文档编号E21B7/08GK2346924SQ9820172
公开日1999年11月3日 申请日期1998年2月26日 优先权日1998年2月26日
发明者王慧艺, 吴德元, 刘衍聪 申请人:石油大学(华东)