[实用新型]径向水平井定向装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种径向水平井定向装置，属于石油钻井开采

技术领域。

背景技术

径向水平钻井又被称为超短半径水平井，最早产生于20世纪80年代，该技术在连续油管技术基础上提出，配备专用的关键钻井工具(主要包括射流钻头、轨迹控制装置、转向器等)，可以在已钻成井眼的主井眼的储层段，钻出一层至多层辐射状分支微小井眼。它可在0.3m或更小半径的垂直井眼中由垂直转向水平，可避免常规大、中、小曲率半径钻水平井工艺所需要的频繁造斜、定向和复杂的井眼轨迹控制等工艺过程，保证水平井准确地进入油气层，且其水平井段长度可达100m，直径可达50mm以上，因此能增大泄油面积，提高油井产量、油气采收率和井控制储量。径向水平井作业效率高、成本低，非常适合老油田挖潜、断块和边际油藏开发，以及低渗特低渗油藏、煤层气藏增产作业。

传统的径向水平井作业主要由以下四步组成：1)转向器上端与油管连接，下端连接油管锚，通过修井机被下入作业井段；2)过油管下入陀螺仪测方位，通过转动地面油管而带动转向器旋转，以达到径向井设计钻孔方位，然后利用油管锚锁紧转向器，以防止其转动和滑动；3)连续油管依次与井下马达、柔性杆和钻头连接，从油管中下入，通过转向器到达套管内壁，启动地面高压泵，进行套管开窗，而后起出井下工具；4)高压软管上端连接连续管，下端连接喷射钻头，经油管内部下入，通过转向器进入已开好的套管窗口，再启动地面高压泵，进行水力喷射破岩，完成径向水平段钻井作业。

这种技术的主要缺点是：完成一个井眼后需要解锚，通过地面转动油管为井下转向器定向，由于地面至井下转向器间油管长度上千米甚至几千米，方向很难控制，旋转角度难以把握(实际作业中往往以误差不超过5°为准)，而且每次转动都要下入陀螺仪测定方位，工序繁琐，定向不准确，作业效率低。

近年来，随着径向水平井技术的发展，其作业方式和钻井工具均有较大改进，如下电缆方式，通过控制井下马达旋转定方位，但这些装置结构复杂，制作成本高，稳定性差，在井下复杂的环境中容易失效，而且，下电缆增加了作业工序，降低了效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种径向水平井定向装置，即一种能减少作业工序且提高作业效率的新型定向装置。

本实用新型的具体技术方案如下：

转向筒底面设有中心孔，孔表面设有均布的径向导向销。转向筒顶端连接油管柱，筒内壁上端镶嵌引导套，筒内连接设有中心孔的阶梯圆柱形转向杆，转向杆缩径柱表面设有插入导向销的导向滑槽，缩径柱底端从转向筒中心孔穿出连接转向器。转向器内设有连通转向杆中心孔的转向弯道，转向器底端通过轴承连接油管锚。

本实用新型径向水平井定向装置主要用于同油层钻多个井眼的径向水平井作业，其能解决径向井复杂的定向开窗问题，不需要下电缆及井下电动装置，只通过简单的机械装置实现下井、方位测量及多方位径向水平井眼定向的一次性完成，定位定向准确，作业工序简单，操作成本低，作业效率及精准度高。

附图说明

图1为径向水平井定向装置结构示意图；

图2为上提油管柱时径向水平井定向装置示意图；

图3为径向水平井定向装置转向后结构示意图；

图4为油管柱上行时转向器转动原理图；

图5为油管柱下行时转向器转动原理图。

具体实施方式

实施例：

参照图1至5对本实用新型的实施例进一步说明：

转向筒4底面设有中心孔，孔表面设有均布的四个径向导向销6。转向筒4顶端丝扣连接油管柱2，筒内上端镶嵌引导套3，筒内连接设有中心孔的阶梯圆柱形转向杆5，转向杆5缩径柱表面上设有插入导向销6的导向滑槽，缩径柱底端从转向筒4中心孔穿出连接转向器7。转向器7内设有连通转向杆5中心孔的转向弯道10，转向器7底端通过轴承11连接油管锚8。

本实用新型提供了一种定向精确且一趟钻完成多方位径向水平井的定向装置，具体操作步骤如下：

(一)用通径规通井，确保油管及井下定向工具顺利下入预定位置，即待开窗钻孔层位；

(二)井下工具下到指定位置后，锁紧油管锚，以确保径向井定向工具不会上下移动；

(三)过油管下入陀螺仪，测量定向工具转向器末端开孔方向，如开孔方向与预定方向不符，则可通过地面转动油管来调整，直至满足要求；