[实用新型]强制导向式造斜器

说明书

本实用新型涉及一种强制导向式造斜器，属于石油和天然气钻探井中套管开窗侧钻的专用器具。

在石油和天然气钻探井中所用的开窗侧钻器具中，造斜器是个很重要的器具。公知的一种分两次下入井内工作的开窗侧钻系统，包括领眼钻头，造斜器，联结器，封隔器和开窗钻头等。使用时，先把封隔器下入井内，在套管中坐封好后，再通过钻杆把领眼钻头和靠联结肖与之相联结的造斜器，及装在造斜器底部的联结器一起下入井内。当联结器坐入封隔器并被联结器锁定好后，上提钻杆，领眼钻头与造斜器之间产生剪切力，剪断联结肖，领眼钻头与造斜器脱开。翌后，钻杆再下行，使领眼钻头依靠其上的导向柱，沿造斜器的导斜面行进，偏向套管一侧磨铣套管。在领眼钻头磨到其导向柱快接近套管内壁时，改用开窗钻头，循领眼钻头开出的孔眼继续磨铣，实现开窗侧钻。目前，由于现有技术中用的开窗钻头没有强制导向元件，造斜器的导斜面也只是一个单角度的直导斜面，使开窗侧钻存在下述缺陷：

1.开窗钻头在开窗过程中，既对套管磨出窗口，还会因其无强制导向元件而使造斜器的导斜面被部分磨铣。同时，导斜面上敷焊的硬质合金粉末又会使钻头自身磨损加剧，导致开窗效率降低，使套管上开出的窗口不规则，须进行窗口的修整。

2.现行造斜器承受钻头磨削时，造斜器必然要承受钻头所施加的切削力矩，这力矩有可能使造斜器转动或产生振动，从而使侧钻失败。

3.现行造斜器的导斜面的角度，一般仅为2.5－3度，且是一开始就要达到一定角度，沿导斜面固定不变。这种平直的单角度导斜面，限制了侧钻井眼与原井眼方向之间的夹角不能加大。

鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型目的是提供一种强制导向式造斜器，同与之相匹配的开窗钻头相配合，以克服上述现有技术中的缺陷，使开窗钻头工作时只磨套管不磨导斜面，使用寿命延长，造斜器产生转动或振动的几率大大减少，更大地提高侧钻成功率，开出的窗口形状规则；又能根据开窗侧钻方向的需要，采用单角度或变角度的导斜面，以适于钻具的下入井内或由井内取出。

为了实现上述目的，本实用新型强制导向式造斜器主要技术要点在于造斜器本体的导斜面根据开窗侧钻方向的要求做成纵剖面为平直的单角度导斜面或弧形的变角度导斜面；采用槽式导斜面和能沿槽滚动的导向球对开窗钻头施行强制导向，使开窗钻头磨铣时不接触导斜面，按规定方向进行开窗侧钻。其特征在于造斜器本体内侧的导斜面制有导引槽，为槽式导斜面，本体上部钻有与导引槽相通的通道，本体下部钻有与导引槽相通的孔道和泄屑孔。在上述邻近导引槽的通道口处放置着导向球，依次在通道内安放着弹簧和调节螺钉，该导向球起始时靠导引槽外侧凸起内部安置的牵引组件制动，静止不动。换用开窗钻头进行开窗侧钻时，消除制动，导向球便在通道口内弹簧的作用下进入开窗钻头切削部后部的园弧槽与造斜器导引槽构成的空间，受裹并将开窗钻头与导斜面隔离开，在导引槽滚动边缘固定的“┏”型限位板的限位和支撑下，随开窗钻头的行进沿导引槽滚动。由于槽式导斜面和导向球的强制导引，以及导向球将开窗钻头与导斜面分隔开，使开窗钻头在进行开窗侧钻时，能自由转动地沿导斜面规定的方向行进，实现只磨套管不磨导斜面，按规定方向进行开窗侧钻。

本实用新型可用下面的附图进一步说明。

图1是本实用新型强制导向式造斜器和开窗钻头的纵向剖视图。

图2是图1的A－A平面截取的剖视图。

图3是本实用新型强制导向式造斜器采用单角度直导斜面时的纵向剖视图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的A－A平面截取的剖面图。

图6是本实用新型强制导向式造斜器做成变角度弧形导斜面时的纵向剖视图。

图7是图6的左视图。

图8是图6的C－C平面截取的剖面图。

图9是本实用新型采用单角度直导斜面时，导向球、限位板和牵引组件等的安装示意图。

图10是图9的A－A平面截取的剖视图，表示了单角度导斜面时导向球处于通道口时各元件之间的相互关系。

图11是图9的B－B平面截取的剖视图，表示了导向球位于直线形导向槽中各元件之间的相互关系。

图12是图9的C－C平面截取的局部剖视图。

图13是图9的D－D平面截取的局部剖视图。

图14是本实用新型采用变角度弧形导斜面时，导向球、限位板和牵引组件等的安装示意图。

图15是图14的A－A平面截取的剖视图，表示了变角度导斜面时导向球处于通道口时各元件之间的相互关系。

图16是图14的B－B平面截取的剖视图，表示了导向球位于弧形导向槽中各元件之间的相互关系。