[发明专利]一种大直径隔水导管开窗斜向器

说明书

技术领域

本发明涉及油气井井筒开窗侧钻工具技术领域，尤其涉及一种大直径隔水导管开窗斜向器。

背景技术

在油气田井筒工程技术中，开窗侧钻是降本增效的一种有效方式，开窗侧钻的关键工具是斜向器，斜向器一般包括斜面体和锚定单元两部分，在开窗过程中，斜面体由锚定单元锚定在井筒内壁的预定井深和方向，限制铣锥按预定轨迹在井筒侧壁铣出一个窗口，为后续侧钻井及侧钻水平井钻井施工提供新的通道。

目前，常用的斜向器主要针对常规尺寸的套管，其通常采用的技术方案是：斜面体和锚定单元螺纹固定连接，筒状锚定单元有两组卡瓦上下布置，卡瓦内侧是锥斜面，每组卡瓦对应一个锥体活塞，两个锥体活塞在同一个活塞筒内，锥度方向相反，两个锥体活塞中间安装同一根止退管，通过投球蹩压，锥体活塞由液压推动相对卡瓦移动，推挤卡瓦伸出锚定在套管内壁，锥体活塞中心的止退管锁死锥体活塞，保证斜向器锚定紧固。在大直径的井筒开窗斜向器工具中，如海洋钻井平台隔水导管开窗斜向器工具，若采用上述常规技术方案，各零部件结构尺寸超大，在加工和组装时会面临难以解决的新问题，同时，由于开窗产生的铁屑量大，以及井筒环空粗大，铁屑不易循环出井口，会部分沉降在斜向器锚定位置，为清除上述铁屑，需要增大斜向器本体与井筒的间隙，确保铁屑漏过斜向器锚定位置，或者因管体变形导致管体通径远小于锚定内径，这都会导致斜向器最大伸出外径远大出本体外径，这需要锥体活塞有更长的长度，最终导致活塞筒尺寸超长，其加工需要特殊的机床，加之斜面体超长超重，工具的组装也需要配专用工装，这些情况造成工具加工难度和制造费用极大，最终难以实现，此外，大直径隔水导管与常规套管相比，存在较大的椭圆度，采用常规斜向器的锚定方法存在座挂不牢的风险，可靠性较低，因此，采用常规斜向器技术用于大直径隔水导管开窗可行性较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种大直径隔水导管开窗斜向器。该工具易于加工和组装，安全性和可靠性高，能有效克服隔水导管椭圆度的不利影响，为海洋钻井平台大直径隔水管的开窗提供可靠的导斜工具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大直径井筒开窗斜向器，包括斜面体、喷管、上卡瓦、锥体活塞、止退管、下卡瓦、球座、钢球、连接筒、 活塞筒、卡瓦剪钉、插接接头、销轴、吊具和送入杆，斜面体与锚定器部分采用”T”型体结构和两个销轴固定连接，插接接头与上卡瓦装置的活塞筒螺纹连接，喷管大端外螺纹与插接接头中间孔螺纹连接，喷管大端内螺纹与送入杆螺纹连接作为丢手，喷管小端与锥体活塞内孔滑动密封连接组成密封腔体，斜向器的锚定由两组相互独立的卡瓦装置实现，每组卡瓦装置包括一个活塞筒、一个锥体活塞和一根止退管，卡瓦布置在活塞筒筒壁内周向均布，与锥体活塞弧面接触，每个卡瓦由1个卡瓦剪钉连结，两组卡瓦装置由连接筒螺纹连接，止退管一端插入锥体活塞中心孔，一端固定于两个活塞筒与连接筒连接形成的凹槽中，两组卡瓦装置通过轴向相对转动，确保周向每个确定角度对应一个卡瓦，以应对隔水导管截面椭圆度的不同分布。

所述斜面体由柱状金属体经一组平面切割而成，斜面最上端是起始斜面，中间是主斜面，最下端是辅助斜面，斜面体下端是“T”型体结构，在“T”型体结构侧面是两个平行布置的销轴孔，销轴孔径向外侧分别布置锁紧螺孔，在斜面体斜面背侧是减重槽，平行斜面去除材料减重，斜面体中间部分呈板状，斜面体中间是送入杆孔。

所述活塞筒大端内孔侧面是锥体活塞工作面，工作面开放端内侧布置插接接头连接螺纹，螺纹下方是卡瓦支撑槽周向布置，卡瓦支撑槽截面矩形，贯穿筒壁，活塞筒小端外侧是连接筒连接螺纹，端面是止退管悬挂面。

本发明的有益效果是，与常规斜向器技术相比，工具在锚定状态卡瓦有更大的伸出外径，工具本体与开窗筒体之间有更大的间隙，方便工具下井和铁屑下落；由于两组卡瓦装置分别对应一个活塞筒、一个锥体活塞和一根止退管，可轴向相对转动，确保座挂时有一组卡瓦避开管柱短轴方向，可以有效克服隔水导管椭圆度对锚定的不利影响，同时，工具零件的外形尺寸大小缩小到合理范围，斜面体与插接接头采用”T”型体结构和销轴连接，工具加工和组装难度大大降低。

附图说明

附图1是大直径隔水导管开窗斜向器工具侧面剖视结构图；

附图2是附图1中局部放大视图I；

附图3是大直径隔水导管开窗斜向器正面结构图；

附图4是附图3中A-A处剖面图；

附图5是斜面体侧视图；

附图6是斜面体正视图。