一种径向水平钻井装置

摘要

本发明涉及一种径向水平钻井装置，装置总成为圆柱形状，上部由锚固头固定在套管中，下部通过地面控制系统调节径向钻井的水平方位角；装置总成由锁紧系统、锚固系统、连接旋转系统和导向系统构成；装置总成中心有一贯穿的导向孔，导向孔上部轴线与装置总成轴线重合，导向孔下部轴线与装置总成轴线垂直；连续管由管接头连接高压软管，高压软管穿过导向孔与喷射枪相连；使用现有常规设备与本装置总成结合使用即可完成全部施工作业，全部作业过程中仅需要起、下装置总成一次，提高了作业效率，降低了成本，适合用于各种油层，径向孔径可达60mm，水平径向井段长度可达100m，能提高泄油面积，适合低渗油气储层、老油藏和煤层气的增产、开采。

主权项

一种径向水平钻井装置，其特征在于：装置总成为圆柱形状，上部由锚固头固定在套管中，下部通过地面控制系统调节径向钻井的水平方位角；装置总成由锁紧系统、锚固系统、连接旋转系统和导向系统构成；装置总成中心有一贯穿的导向孔，导向孔上部轴线与装置总成轴线重合，导向孔下部轴线与装置总成轴线垂直；连续管由管接头连接高压软管，高压软管穿过导向孔与喷射枪相连；锁紧系统由锁紧液压缸、锁紧活塞、锁紧弹簧、锁紧轴、锁紧头、定位销和液压缸控制管线构成；锁紧液压缸通过定位销被水平安装在固定壳体内，锁紧活塞与锁紧轴相连，锁紧轴与锁紧头相连；锁紧头位于导向孔外壁处，锁紧弹簧和锁紧活塞置于锁紧液压缸内，锁紧弹簧推动锁紧活塞、锁紧轴和锁紧头，使锁紧头紧抱高压软管外壁，处于锁紧状态，将高压软管与装置总成暂时固定；锁紧液压缸的平面布局为3个液压缸中心夹角为120°的对称分布；所有锁紧液压缸由液压缸控制管线通过液压缸管线接头串联；在液压流体的推动下，锁紧活塞带动锁紧轴和锁紧头向反方向运动，锁紧头脱离对高压软管外壁的接触紧抱，处于解锁状态，连续管的上、下运动将不带动装置总成运动；锚固系统由锚固液压缸、锚固活塞、锚固弹簧、锚固轴、锚固连杆、锚固头、定位销和液压缸控制管线构成；锚固液压缸通过定位销垂直地安装在固定壳体内，锚固活塞和锚固弹簧位于锚固液压缸内，锚固轴一端通过锚固弹簧与锚固活塞连接，锚固轴的另一端与锚固连杆一端通过固定销相连，锚固连杆为一直角型连杆，固定销穿过锚固连杆的直角处将锚固连杆固定在固定壳体上，锚固连杆以固定销为中心自由旋转；锚固连杆与锚固头通过焊接相连；锚固液压缸的平面布局为3个锚固液压缸平面夹角为120°的对称分布，每个锚固液压缸锚固活塞连接的锚固轴连接一个锚固连杆，一个锚固连杆与一个或多个锚固头相连，所有锚固液压缸由液压缸控制管线通过液压缸管线接头串联；在液压流体的推动下，液压流体推动锚固活塞向下运动，锚固头与套管内壁接触；连接旋转系统由电池、电机、传动轴、定位销、连接轴、转向主动齿轮、转向被动齿轮、轴承和连接套构成；连接轴为圆柱形，中心有导向孔通道，外壁上部有螺纹，外径上下不同，下部有一段高10～100mm的突台，突台直径大于螺纹外径10～50mm，轴承内径大于螺纹外径2～5mm，轴承外径等于突台直径；连接套无下底面，上底面中心开孔，连接套内壁有连接螺纹，连接套上底面固定有转向被动齿轮，连接轴穿过轴承与连接套中间孔与固定壳体通过螺纹相连，电机固定在固定壳体内，电机由电池或地面电源通过电缆控制线供电，电机主轴与传动轴相连，传动轴下部与转向主动齿轮相连，转向主动齿轮与下部连接套上底面的转向被动齿轮啮合，带动下部导向器转动；由管线卡将液压缸控制管线和电缆控制线与高压软管或连续管捆绑在一起；导向系统由导向器壳体、稳定器、减阻滚珠轴承和保护罩构成；导向器壳体呈圆柱状，内部有导向孔，下部为圆锥形，导向器壳体上部通过螺纹与连接套相连；导向器壳体内的导向孔由垂直转向水平，在导向器壳体导向孔垂直段和转向段内壁安装减阻滚珠轴承，减阻滚珠轴承钢球所形成的导向孔径等于上部导向孔内径；导向孔水平段孔直径大于导向孔垂直段孔径；保护罩设在导向孔水平段，导向器壳体外壁处，通过螺纹或焊接相连，保护罩内孔径与导向孔水平段孔径相同；稳定器内径与导向器壳体外径相同，通过螺纹或焊接与导向器外壳体相连，稳定器外径与套管内径相同，稳定器数量为一个或多个；喷射枪为高压射流喷头，枪体为圆柱形，前端为圆锥形，通过接头与高压软管相连；喷射枪外径大于导向孔垂直段孔径，小于水平段直径，喷射枪长度小于导向器壳体导向孔水平段长，通过上部拉动连续管带动喷射枪，喷射枪能全部收回至导向器壳体内部的导向孔水平段。