[发明专利]自定向一体式开窗侧钻工具

说明书

技术领域

本发明属于修井工具，特别涉及一种自定向一体式开窗侧钻工具。

背景技术

开窗侧钻工具包括用于在井内进行开窗侧钻的导斜器和铣锥。传统的开窗侧钻工具的导斜器和铣锥是两套独立的工具，而一体式开窗侧钻工具就是将安装在传统的导斜器上的送入器换成了可以进行开窗磨铣作业的铣锥，即将导斜器和铣锥组合在一起的侧钻开窗工具。

由于绝大多数侧钻井都需要定向，因此一体式开窗侧钻工具在下井前必须在铣锥上安装一个定位接头，借助该定位接头和陀螺仪来确定导斜器斜铁斜面在井内的方位。该定位接头是由用于连接钻具和铣锥的接头主体，同轴嵌套在接头主体内的空心活塞体，沿径向插入到活塞体内的定位键，安装在空心活塞体上的两组密封圈，垂直分布在接头主体上的两个用于固定活塞体的固定螺栓，以及用于调整活塞体角度的专用套筒组成。

作业时，需要将定位接头接在铣锥上并用人力旋紧后再用专用套筒调整活塞体角度使定位键正对导斜器斜铁斜面中心线，然后旋紧固定螺栓使活塞体固定在接头主体内从而固定定位键，由于受到现场施工条件和人力限制，上述操作不仅费工费力，而且定向误差较大；此外在该工具下井前在井口还要用液压大钳将铣锥与定位接头加力旋紧，这样又使定位键与导斜器斜面的相对位置发生了改变，因此还需要矫正，既增加了作业成本，也降低了作业效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种无需定位接头便可实现导斜器斜铁斜面精准定向，工作可靠，能够降低材料成本和作业成本，提高作业效率的自定向一体式开窗侧钻工具。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种自定向一体式开窗侧钻工具，包括依次同轴连接的空心铣锥、导斜器斜铁和坐封锚定装置，其特殊之处是：在铣锥上沿径向固设有一个定位键，该定位键凸出铣锥内壁且与导斜器斜铁的斜面中心线对正；所述定位键与用于确定导斜器斜铁斜面方位的陀螺仪上的键槽相匹配。

作为进一步优选，铣锥内孔对应定位键处的一段孔径大于所述陀螺仪直径2毫米，所述定位键凸出铣锥内壁3毫米。

作为进一步优选，所述铣锥下部压在导斜器斜铁的上部斜面上，在导斜器斜铁上端与铣锥之间设有定位螺栓，在铣锥上对应定位螺栓处沿径向设有副水孔，在定位螺栓上设有与副水孔连通的盲孔，在导斜器斜铁与铣锥未脱开时所述的定位螺栓将副水孔堵死，在导斜器斜铁与铣锥脱开时即定位螺栓被剪断后，铣锥内孔通过副水孔和定位螺栓的盲孔与外部导通，用于避免因铣锥的喷嘴孔被地层或水泥封堵而导致的憋泵，确保开窗时可以加足钻压。

作为进一步优选，所述导斜器斜铁通过一个定位块卡在设置于铣锥下部外缘的弧形燕尾槽内，在定位块上设有与所述弧形燕尾槽相匹配的弧形卡沿，所述定位块通过弧形卡沿卡入弧形燕尾槽内；所述定位块和定位键分别位于铣锥轴线的两侧。

作为进一步优选，在导斜器斜铁内设有连通铣锥下端的喷嘴孔和坐封锚定装置内腔的导液管，导液管下端与坐封锚定装置内的射流管相连接，在所述射流管内孔下端设有一个坐封球，坐封球上部卡在设于射流管上的环形上卡沿处，在射流管内下端设有一个限位结构或限位胶带，使下钻时该坐封球卡在所述上卡沿处；在坐封锚定装置的下锥形体内孔下端设有一个环形下卡沿，所述坐封球坐封时在高压钻井液的推动下突破限位结构或限位胶带而下落并卡在下卡沿处实现坐封，以避免误坐封。

作为进一步优选，所述限位结构为设置在射流管内下端的环形槽及设在环形槽内的O型橡胶圈构成。

作为进一步优选，所述的坐封锚定装置包括分别固接在导斜器斜铁下端外缘和中心处的缸套和射流管，在缸套内设有空心的上、下锥形体，在上、下锥形体上分别均布连接有可由缸套外壁伸出的卡瓦，在上、下锥形体之间连接有限位管，所述射流管上、下端分别与导液管和上锥形体插接，在限位管上均布有条形孔。

本发明的有益效果是：

1、由于在铣锥上沿径向固设有一个定位键，该定位键凸出铣锥内壁且与导斜器斜铁的斜面中心线对正，通过定位键便可实现陀螺仪的定位，因此无需再使用定位接头便可实现导斜器斜铁斜面精准定向，可节省定位接头的加工制造成本和材料成本，也避免了因为定位接头出问题而引起的井内复杂情况。

2、由于定位键是在工具出厂前直接固定在铣锥上，即定位键与导斜器斜铁斜面的相对位置是机械固定的，不仅定向精准，工作可靠，而且到现场就可以直接下井使用，不需要再进行安装调试工作，避免了很多耗时费力且定向精度较低的操作，显然降低了作业成本，提高了工作效率。