一种分支井角差调整工具及其角差调整方法技术

本发明专利技术涉及分支井钻完井技术领域，特别涉及一种分支井角差调整工具及其角差调整方法。该装置包括3个换向套，换向套两端周向等角度加工有20个花键或者端面齿，换向套母端凹的部位中心线与公端对应的凸的部位中心线逆时针方向存在角度差，换向套能够设计有5种角度差，即0°、1°、2°、5°、10°。本发明专利技术实现了提高分支井角差调整后整体管柱的抗扭能力，调整角差精度高，强度高，操作简单方便，同时避免了井场焊接等动火作业，降低了分支井施工过程中的风险。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及分支井钻完井
，特别涉及一种分支井角差调整工具及其角差调整方法。
技术介绍
：分支井钻完井作业可大致分为两部分，一部分是定向套管开窗，另一部分是定向下入分支井眼完井管柱。在四级分支井钻完井系统中，其开窗的工序包括以下工作环节：(1)下井下基准平台，并测量下定向套方位；(2)根据需要开窗的方位调整好造斜器斜面与上定向套的角差，下入造斜器，当上下定向套啮合后，造斜器斜面所朝向的位置正好是开窗位置；(3)下铣锥开窗，其完井工序包括：(1)回收造斜器；(2)根据窗口方向(造斜器与上定向套的角差)，调整好空心导斜器与上定向套的角差，下入空心导斜器，当上下定向套啮合后，空心导斜器斜面所朝向的位置正好是窗口方向；(3)下入分支井眼完井管柱。定向套管开窗、定向下入分支井眼完井管柱，这两大工序需要调整造斜器和上定向套的角差，空心导斜器和上定向套的角差。调整角差的方法和工具必须满足以下条件：(1)满足一定的角差精度，可以从0°到360°之间调整；(2)操作简单，便于现场调整；(3)强度高，在井下受高扭矩时，不发生变形。目前，在四级分支井钻完井系统中，调整角差的主要方式是依靠套管扣或平扣通过现场测量角度后，现场焊接而成，这样的弊端在于其强度难以保证，主要有以下几方面原因：(1)现场电焊质量难以保证；(2)石油常用材料35CrMo和42CrMo焊接性能不好；(3)由于担心焊接温度过高导致材料退火而降低强度，焊接时常采用点焊；(4)井场有时考虑安全因素，对电焊等动火作业限制；(5)现场操作复杂，反复的对扣，测量角差。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是提供一种分支井角差调整工具及其角差调整方法，该工具及方法实现了提高分支井角差调整后整体管柱的抗扭能力，调整角差精度高，强度高，操作简单方便，同时避免了井场焊接等动火作业，降低了分支井施工过程中的风险。克服了现有调整角差方式强度低，角差调整精度低，操作复杂不方便，需要井场焊接等动火作业，施工过程不安全的不足。本专利技术所采取的技术方案是：一种分支井角差调整工具，包括上接头、外套和下部管柱连接接头；还包括3个换向套，换向套两端周向等角度加工有20个花键或者端面齿，换向套母端凹的部位中心线与公端对应的凸的部位中心线逆时针方向存在角度差，换向套能够设计有5种角度差，即0°、1°、2°、5°、10°；通过3个换向套的组配可获得0°到17°任意整数角度差，上接头下端端面设计有与换向套相匹配的花键或者端面齿，上接头下端外壁与外套相连接，3个换向套顺次啮合并安装在外套内，最上端的换向套上端与上接头下端端面啮合，最下端的换向套下端与下接头上端面啮合，下接头的外壁台阶坐在外套的内台阶上，下接头下端与下部管柱连接接头相连接并通过防转销钉固定。一种分支井角差调整工具的角差调整方法，该方法步骤如下：一、通过花键或者端面齿相互啮合获得角度差为18°的整数倍的角差，通过3个换向套的组配可获得0°到17°任意整数角度差，组配方式如下：0°＝0°+0°+0°、1°＝0°+0°+1°、2°＝0°+0°+2°、3°＝0°+1°+2°、4°＝0°+2°+2°、5°＝1°+2°+2°、6°＝0°+1°+5°、7°＝0°+2°+5°、8°＝1°+2°+5°、9°＝2°+2°+5°、10°＝0°+0°+10°、11°＝0°+1°+10°、12°＝0°+2°+10°、13°＝1°+2°+10°、14°＝2°+2°+10°、15°＝0°+5°+10°、16°＝1°+5°+10°、17°＝2°+5°+10°；二、根据需要，确定需要的角差数N，并取整；三、用N除以18，得到商n，余数Y，根据步骤一3个换向套的组配方式，挑选出需要的3个换向套组配出角度差Y；四、将挑选出的3个换向套按顺序依次装入外套内，在安装过程中通过旋转啮合位置来得到需要的角度差；五、测量上下角差是否满足要求，测量无误后，安装防转销钉，进行下一步施工。本专利技术的有益效果是：本专利技术提高了分支井角差调整后整体管柱的抗扭能力，调整角差精度高，强度高，操作简单方便，同时避免了井场焊接等动火作业，降低了分支井施工过程中的风险。附图说明：下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。图1为安装有端面齿换向套的分支井角差调整工具的结构示意图。图2为端面齿换向套的结构示意图。图3为安装有花键换向套的分支井角差调整工具的结构示意图。图4为花键换向套的结构示意图。具体实施方式：如图1、图2、图3、图4所示，一种分支井角差调整工具，包括上接头1、外套2和下部管柱连接接头6；还包括3个换向套3，换向套3两端周向等角度加工有20个花键或者端面齿，换向套3母端凹的部位中心线与公端对应的凸的部位中心线逆时针方向存在角度差，换向套3能够设计有5种角度差，即0°、1°、2°、5°、10°；通过3个换向套3的组配可获得0°到17°任意整数角度差，上接头1下端端面设计有与换向套3相匹配的花键或者端面齿，上接头1下端外壁与外套2相连接，3个换向套3顺次啮合并安装在外套2内，最上端的换向套3上端与上接头1下端端面啮合，最下端的换向套3下端与下接头4上端面啮合，下接头4的外壁台阶坐在外套2的内台阶上，下接头4下端与下部管柱连接接头6相连接并通过防转销钉5固定。一种分支井角差调整工具的角差调整方法，该方法步骤如下：一、通过花键或者端面齿相互啮合获得角度差为18°的整数倍的角差，通过3个换向套3的组配可获得0°到17°任意整数角度差，组配方式如下：0°＝0°+0°+0°、1°＝0°+0°+1°、2°＝0°+0°+2°、3°＝0°+1°+2°、4°＝0°+2°+2°、5°＝1°+2°+2°、6°＝0°+1°+5°、7°＝0°+2°+5°、8°＝1°+2°+5°、9°＝2°+2°+5°、10°＝0°+0°+10°、11°＝0°+1°+10°、12°＝0°+2°+10°、13°＝1°+2°+10°、14°＝2°+2°+10°、15°＝0°+5°+10°、16°＝1°+5°+10°、17°＝2°+5°+10°；二、根据需要，确定需要的角差数N，并取整；三、用N除以18，得到商n，余数Y，根据步骤一3个换向套3的组配方式，挑选出需要的3个换向套3组配出角度差Y；四、将挑选出的3个换向套3按顺序依次装入外套2内，在安装过程中通过旋转啮合位置来得到需要的角度差；五、测量上下角差是否满足要求，理论上来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分支井角差调整工具，包括上接头(1)、外套(2)和下部管柱连接接头(6)；其特征在于：还包括3个换向套(3)，换向套(3)两端周向等角度加工有20个花键或者端面齿，换向套(3)母端凹的部位中心线与公端对应的凸的部位中心线逆时针方向存在角度差，换向套(3)能够设计有5种角度差，即0°、1°、2°、5°、10°；通过3个换向套(3)的组配可获得0°到17°任意整数角度差，上接头(1)下端端面设计有与换向套(3)相匹配的花键或者端面齿，上接头(1)下端外壁与外套(2)相连接，3个换向套(3)顺次啮合并安装在外套(2)内，最上端的换向套(3)上端与上接头(1)下端端面啮合，最下端的换向套(3)下端与下接头(4)上端面啮合，下接头(4)的外壁台阶坐在外套(2)的内台阶上，下接头(4)下端与下部管柱连接接头(6)相连接并通过防转销钉(5)固定。

【技术特征摘要】
1.一种分支井角差调整工具，包括上接头(1)、外套(2)和下部管柱连
接接头(6)；其特征在于：还包括3个换向套(3)，换向套(3)两端周向等角
度加工有20个花键或者端面齿，换向套(3)母端凹的部位中心线与公端对应的
凸的部位中心线逆时针方向存在角度差，换向套(3)能够设计有5种角度差，
即0°、1°、2°、5°、10°；通过3个换向套(3)的组配可获得0°到17°
任意整数角度差，上接头(1)下端端面设计有与换向套(3)相匹配的花键或者
端面齿，上接头(1)下端外壁与外套(2)相连接，3个换向套(3)顺次啮合
并安装在外套(2)内，最上端的换向套(3)上端与上接头(1)下端端面啮合，
最下端的换向套(3)下端与下接头(4)上端面啮合，下接头(4)的外壁台阶
坐在外套(2)的内台阶上，下接头(4)下端与下部管柱连接接头(6)相连接
并通过防转销钉(5)固定。
2.一种按照权利要求1所述的分支井角差调整工具的角差调整方法，其特
征在于：该方法步骤如下：
一、通过花键或者端面齿相互啮合获得角度差为18°的整数倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗仁，尚宪飞，李敏，严仁田，陈振刚，吴宁，张雪，赵展，王有慧，孔庆涛，李雅南，菜子恒，刘宇，李庆乐，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21