可回收靠井壁一体式液压侧钻工具

技术领域

本发明属于修井工具，特别涉及一种可回收靠井壁一体式液压侧钻工具。

背景技术

侧钻工具是用于在井内进行开窗侧钻的修井工具。现有侧钻工具可分为分体式和一体式侧钻工具两种，其中分体式侧钻工具由导斜器和铣锥构成，导斜器和铣锥彼此独立，工作时需要分别下井，工作效率低；一体式侧钻工具是将导斜器和铣锥组合在一起的侧钻工具，工作时同时下井，工作效率高。而一体式侧钻工具又分为不可回收和可回收工具二种结构形式，其中不可回收结构如公开号为CN102364029A公开的一体式开窗侧钻工具，其开窗侧钻后不可回收，使用成本高。

可回收工具如公开号为CN216446880U公开的一种可回收一体式开窗侧钻工具。该侧钻工具包括依次连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，所述坐封锚定装置包括缸套，设在缸套内的锥形体、限位管和卡瓦；其特征是：所述锥形体外径上小下大，在缸套内下端固定有内设坐封卡沿的球座，在球座内设有坐封钢球，所述限位管下端与球座固定连接，限位管上部与锥形体通过细牙螺纹活动连接，使钻井液进入缸套内位于锥形体下方的环腔后能够推动锥形体上移；所述卡瓦分为多个纵向卡瓦和径向卡瓦，纵向卡瓦和径向卡瓦交替布置且分别通过剪切螺钉沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部。

这种可回收一体式侧钻工具虽然工作效率高，能够在侧钻完井后实现全部回收，适用范围广，回收后经简单处理后便可重复使用，使用成本低。但由于该侧钻工具坐封后在井眼内居中，因此导斜器斜铁的顶部外缘与井壁之间有间隙，也就是在井眼内导斜器斜铁顶部位置会形成一个突兀的卡沿，在侧钻后续作业过程中钻头、钻具、测井仪器及完井套管等在经过该部位时会碰撞导斜器斜铁顶部甚至遇阻。特别是需要用筒状打捞工具处理井下复杂情况或用取芯工具取芯时，容易发生筒状打捞工具或取芯工具无法通过该卡沿部位，因此该可回收导斜器的应用受到一定限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既有利于铣锥开窗作业，又能够避免侧钻后续作业过程中钻头、钻具、测井仪器及完井套管等工具经过导斜器斜铁顶部出现碰撞和遇阻问题，提高侧钻效率的可回收靠井壁一体式液压侧钻工具。

本发明的技术方案如下：

一种可回收靠井壁一体式液压侧钻工具，包括依次连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，其特殊之处是：在导斜器斜铁和坐封锚定装置之间连接有靠井壁装置，所述靠井壁装置包括柱塞套和支撑卡瓦，在柱塞套内设有相互连接的柱塞和上限位管，所述柱塞套上端与导斜器斜铁固定连接、下端与坐封锚定装置的缸套通过核心接头固定连接，核心接头的中心孔两端分别与上限位管下端和坐封锚定装置的中心管上端固定连接，在上限位管外壁上均布有多个条形孔，用于将钻井液导入柱塞套内推动柱塞上行；所述支撑卡瓦为楔形并通过剪切螺钉固定在导斜器斜铁下端的楔形凹槽内，支撑卡瓦与导斜器斜铁的斜面中心线对正且下端插入柱塞套内并靠在柱塞顶面，在柱塞与导斜器斜铁的中心孔之间插接有射流管。

作为进一步优选，所述柱塞与上限位管通过细牙锯齿形螺纹连接，且上限位管上端的细牙锯齿形螺纹牙尖朝上，以便于实现柱塞在钻井液的推动下跳扣上行后不会回退，从而确保支撑卡瓦支撑牢固。

作为进一步优选，在柱塞套上端对应支撑卡瓦处设有矩形豁口，所述支撑卡瓦下端通过矩形豁口插入柱塞套内且外缘设有卡牙。

作为进一步优选，所述柱塞外缘与柱塞套滑动间隙配合，在柱塞外缘与柱塞套之间设有密封圈。

作为进一步优选，在导斜器斜铁上设有T形开口，以便于实现用钩子钩住并回收该导斜器。

作为进一步优选，所述坐封锚定装置包括缸套，在缸套内设有锥形体、中心管、下限位管和坐封卡瓦；在缸套内下端设有内设坐封卡沿的球座，在球座内设有坐封钢球，所述下限位管下端与球座固定连接，下限位管上部与锥形体通过细牙螺纹活动连接，使钻井液进入缸套内位于锥形体下方的环腔后能够推动锥形体上移。

作为进一步优选，所述坐封卡瓦分为多个交替布置的纵向卡瓦和径向卡瓦，且分别通过剪切螺钉沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部，用于在锥形体的推动下由缸套外壁伸出实现该导斜器的纵向和径向定位。

作为进一步优选，所述的中心管下端与锥形体密封插接。

作为进一步优选，所述锥形体的外径上小下大。

本发明的有益效果是：

1、该侧钻工具打压坐封时通过钻井液经上限位管上的条形孔导入柱塞套内推动柱塞上行，便可推动支撑卡瓦将剪切螺钉剪断，使支撑卡瓦沿楔形凹槽上行至接触井壁后，便可将该侧钻工具整体推向井壁另一侧，使导斜器斜铁的斜面背部紧靠井壁，从而能够消除导斜器斜铁与井壁之间的间隙，避免了导斜器斜铁的顶部位置在井眼内形成突兀的卡沿；这样不仅能够在铣锥开窗作业时降低导斜器斜铁的斜面振幅，使开窗作业更加平稳，避免导斜器斜铁坐封失效和铣锥打齿，提高开窗速度和效率；而且能够避免侧钻后续作业过程中钻头、钻具、测井仪器及完井套管等经过导斜器斜铁顶部出现碰撞和遇阻问题，尤其是需要用筒状打捞工具处理井下复杂情况或用取芯工具取芯时，能够保证筒状打捞工具或取芯工具顺利通过导斜器斜铁顶部进入窗口和侧钻新井眼，不会发生遇阻问题，无需进行通井、修窗口等额外作业，可以显著降低侧钻成本。

2、由于支撑卡瓦在柱塞推动下挤压在导斜器斜铁下端的楔形凹槽与井壁之间，因此当开窗侧钻完成后，通过打捞工具上提导斜器斜铁时支撑卡瓦相对于楔形凹槽为下坡，所以支撑卡瓦容易解卡；且由于在坐封锚定装置的缸套内只有一个锥形体，因此在开窗侧钻完成后，通过打捞工具上提导斜器斜铁，便可通过柱塞套、核心接头带动坐封锚定装置的纵向卡瓦和径向卡瓦上行，同时带动下限位管向锥形体内滑动，从而使卡在井壁上的纵向卡瓦和径向卡瓦松动解卡，进而将该侧钻工具全部提出，可实现在完成侧钻作业后的全部回收，且回收后经简单处理后便可重复使用，使用成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的局部俯视图。

图中：铣锥1，副水孔101，定位键2，定位螺钉3，定位块4，紧固螺钉5，铣锥头6，导液管7，导斜器斜铁8，T形开口801，支撑卡瓦9，剪切螺钉10，射流管11，柱塞套12，柱塞13，上限位管14，条形孔141，核心接头15，中心管16，坐封卡瓦17，剪切螺钉18，锥形体19，下限位管20，条形孔201，缸套21，球座22，坐封钢球23。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图3所示，本发明涉及的一种可回收靠井壁液压导斜器，包括依次连接的空心铣锥1、导斜器斜铁8、靠井壁装置和坐封锚定装置，在铣锥1上沿径向设有一个定位键2，该定位键2凸出铣锥1内壁并与导斜器斜铁8的斜面中心线对正；定位键2与确定导斜器斜铁8斜面方位的测井仪上的键槽相匹配，以便于实现测井仪的定位。

所述铣锥1压在导斜器斜铁8的斜面上部，导斜器斜铁8的斜面上端与定位键2分别位于铣锥1的轴线两侧；在导斜器斜铁8内设有连通铣锥1内孔和坐封锚定装置内腔的导液管7。在导斜器斜铁8上部沿径向插入并焊接有一个定位块4，所述导斜器斜铁8通过定位块4卡在设置于铣锥1下部的弧形燕尾槽内，在定位块4与铣锥1之间沿铣锥1径向连接有紧固螺钉5，在导斜器斜铁8上端与铣锥1之间沿铣锥1径向连接有定位螺钉3。

在铣锥1上对应定位螺钉3处沿径向设有副水孔101，在定位螺钉3上设有与副水孔101连通的盲孔，在导斜器斜铁8与铣锥1未脱开时所述的定位螺钉3将副水孔101堵死，在导斜器斜铁8与铣锥1脱开时即定位螺钉3被剪断后，所述铣锥1内孔通过副水孔101和定位螺钉3的盲孔与外部导通。

在铣锥1下端通过螺纹连接有铣锥头6，在铣锥头6上设有与铣锥1内孔连通的喷嘴孔，所述导液管7上端由导斜器斜铁8的斜面上部伸出并插入喷嘴孔内。导斜器斜铁8位于铣锥头6下方设有T形开口801，以便侧钻完成后打捞。

所述靠井壁装置包括柱塞套12和支撑卡瓦9，在柱塞套12内设有相互连接的柱塞13和上限位管14，所述柱塞套12上端与导斜器斜铁8下端通过螺纹固定连接，柱塞套12下端与坐封锚定装置的缸套21通过核心接头15固定连接，核心接头15外缘两端分别与柱塞套12和缸套21通过螺纹连接，核心接头15的中心孔两端分别与上限位管14下端和坐封锚定装置的中心管16上端通过螺纹固定连接；

在上限位管14外壁上沿圆周方向均布有多个条形孔141，用于使上限位管14具有一定的弹性，并将钻井液导入柱塞套12内推动柱塞13上行；所述支撑卡瓦9为上薄下厚的楔形并通过剪切螺钉10固定在位于导斜器斜铁8下端的楔形凹槽802内，支撑卡瓦9与导斜器斜铁8的斜面中心线对正且下端插入柱塞套12内并靠在柱塞13顶面，在柱塞13与导斜器斜铁8的中心孔之间密封插接有射流管11，射流管11上端内孔与所述导液管7下端相互插接。

所述柱塞13的中心孔与上限位管14通过细牙锯齿形螺纹活动连接，且上限位管14上端的细牙锯齿形螺纹牙尖朝上，以便于实现柱塞13在钻井液的推动下跳扣上行后不会回退，从而确保支撑卡瓦9支撑牢固。

在柱塞套12上端对应支撑卡瓦9处设有矩形豁口，所述支撑卡瓦9下端通过矩形豁口插入柱塞套12内且外缘设有卡牙。所述柱塞13外缘与柱塞套12滑动间隙配合，在柱塞13外缘与柱塞套12之间设有密封圈。

所述的坐封锚定装置包括固接在核心接头15下端的缸套21，在缸套21内设有空心的锥形体19、中心管16、下限位管20和坐封卡瓦17；在缸套21内下端固定有内设坐封卡沿的球座22，在球座22内设有卡在坐封卡沿处的坐封钢球23，所述下限位管20下端与球座22的中心孔通过螺纹固定连接，下限位管20上部与锥形体19通过细牙锯齿形螺纹活动连接且下限位管20上的锯齿形螺纹牙尖朝上，使钻井液进入缸套21内位于锥形体19下方的环腔后能够推动锥形体19在下限位管20上发生滑扣上移；所述中心管16下端与锥形体19的中心孔间隙配合插接，在中心管16与锥形体19之间以及在锥形体19下端与缸套21之间分别设有密封圈；

所述锥形体19外径上小下大且下部与缸套21滑动配合；在下限位管20外壁上均布有多个沿其轴向布置的条形孔201，用于将钻井液导入缸套21内位于锥形体19下方的环腔内。所述坐封卡瓦17分为多个交替布置的纵向卡瓦和径向卡瓦，且分别通过剪切螺钉18沿圆周方向均布连接在锥形体外缘上部，纵向卡瓦和径向卡瓦的内壁为弧形锥面且与锥形体19的外缘锥面相互配合，用于在锥形体19的推动下由缸套21外壁伸出实现该导斜器的纵向和径向坐封定位。本实施例中所述纵向卡瓦和径向卡瓦分别为二个，在缸套21外壁上对应每个卡瓦处分别设有矩形开口，径向卡瓦和纵向卡瓦分别嵌入对应的矩形开口内，使径向卡瓦和纵向卡瓦在锥形体19的上移挤压下可由缸套21外壁伸出。

作业时，具体操作步骤如下：

1、将该侧钻工具通过铣锥1与钻具连接并下到井内预定位置，需要定向的侧钻井直接下测井仪，通过测井仪引子的键槽坐在定位键2上开始定向操作，完成导斜器斜铁8方位摆放后取出测井仪(无线测井仪无需取出)，通过钻具连接方钻杆或顶驱即可开泵打压。

2、开泵打压后，高压钻井液依次通过铣锥1、导液管7、射流管11、上限位管14、核心接头15、中心管16、下限位管20内孔到达球座22内的坐封钢球23处开始憋压，使钻具内充满高压钻井液，钻井液通过条形孔141和条形孔201分别进入柱塞套12内位于柱塞13与核心接头15之间以及缸套内位于锥形体19与球座22之间；此时由于柱塞13上面仅有一个支撑卡瓦9，使柱塞13推动支撑卡瓦9剪断剪切螺钉10的阻力较小，因此钻井液推动柱塞13与上限位管14发生“滑扣”上行，使柱塞13先推动支撑卡瓦9将剪切螺钉10剪断并挤出到导斜器斜铁8和井壁之间；

随着钻井液压力继续升高，柱塞13推动支撑卡瓦继续上行，便可使导斜器斜铁8的斜面背部紧靠井壁；同时进入缸套内的钻井液推动锥形体19挤压坐封卡瓦，当钻井液压力达到锥形体19推动坐封卡瓦17剪断剪切螺钉18时，锥形体19开始上行并与下限位管20发生“滑扣”，从而剪断剪切螺钉18，锥形体19继续上行直至将径向卡瓦和纵向卡瓦挤出缸套后卡到井壁上，当泵压达到预定值时，停泵稳压30秒完成导斜器斜铁坐封。

3、泄压后正转钻具，钻具带动铣锥1旋转将紧固螺钉5和定位螺钉3剪断，从而打开副水孔101，同时铣锥上的弧形燕尾槽脱离定位块4；继续旋转钻具，使导液管7在铣锥喷嘴孔出口处被拧断而使喷嘴孔自然形成铣锥1喷嘴，此时导斜器斜铁8和铣锥1完全脱开，便可重新开泵循环钻井液，旋转钻具并施加钻压进行开窗侧钻。

开窗过程中，一旦铣锥1喷嘴孔被地层或泥土憋堵，通过副水孔101便会释放一部分钻井液，从而避免了憋泵。开窗完成后起钻提出铣锥1，然后下入钻头便可进行侧钻后续作业。由于在开窗和侧钻全程中导斜器斜铁只受压力和扭力，通过支撑卡瓦、径向卡瓦和纵向卡瓦卡在井壁上能够保证该导斜器斜铁的圆周方向和纵向位置固定不动，可以确保顺利完成侧钻。

4、开窗侧钻完成后若回收该侧钻工具，使用打捞工具打捞即可回收。例如使用专用打捞钩进行打捞，当打捞钩钩住导斜器斜铁8上的T形开口801后上提，由于导斜器斜铁8上的楔形凹槽上浅下深，因此上提导斜器斜铁8可以顺利使支撑卡瓦9解卡，解卡过程中支撑卡瓦9可以迫使柱塞13与上限位管14发生滑扣，达到导斜器斜铁8与支撑卡瓦9充分解卡；同时导斜器斜铁8通过柱塞套12、核心接头15拉动缸套21和球座22上行，球座22推动下限位管20在锥形体19内发生“滑扣”而滑动，而缸套21带动坐封卡瓦17上行，由于锥形体19小头在上，也就是纵向卡瓦和径向卡瓦向锥形体19小头上方滑动，从而使卡在井壁上的纵向卡瓦和径向卡瓦松动而实现解卡，解卡后便可将导斜器斜铁8连带靠井壁装置和坐封锚定装置全部提出，实现了该侧钻工具的回收，回收后主要部件经简单处理后便可重复使用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。