快速连续开窗侧钻装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油钻井领域，特别涉及一种快速连续开窗侧钻装置，包括钻杆、钻头、套管及斜向器，钻杆和钻头内部均设置钻井液通过腔，钻杆顶部连接钻井混合物注入装置，钻井混合物注入装置包括泥浆泵，泥浆泵通过主管线连接钻杆顶部，钻杆连接旋转驱动装置，主管线上设有两端均与主管线连通的注入管线，注入管线上设置平衡管线，平衡管线连接钢砂注入罐，钢砂注入罐上部设置钢砂入口，底部设置钢砂出口，钢砂出口连接注入管线，钢砂注入罐下部设置钢砂震动器，注入管线两端与主管线连接处均设置注入管线阀门，主管线上设置主管线阀门。不需要起钻更换钻头和施工工艺，可以继续采用钢砂冲击和钻头共同破岩完成侧钻作业，可以防止井斜和保护钻头。

【技术实现步骤摘要】
快速连续开窗侧钻装置
本专利技术涉及一种快速连续开窗侧钻装置，属于石油钻井领域。
技术介绍
随着油田不断开发，我国大部分油田已经进入到了勘探开发后期，随着开采时间的增长，油田生产过程中，存在着大量的套损井、低产井、生产井、报废井等，严重的降低了油田产量，影响油田勘探开发的效益。为充分挖掘老井潜力，油井开窗侧钻技术得到了广泛的应用。开窗侧钻技术可以有效的降低油田的开发成本，对老井中的油藏资源进行深入挖掘，而且可以充分利用老井原有的采油集输设备，避免场地的重新建设，减少施工费用，提高油田的综合效益，因此套管开窗作业工艺具有广阔的应用前景。套管开窗作业的目的有很多，主要是实现油井井眼和地层之间的连接通道。套管完成开窗之后，可以进行相应的定向井或水平井钻进，也可以利用工具和传感器进入地层中，收集地层信息。常用的开窗侧钻方法有裸眼侧钻、套管锻铣开窗、斜向器开窗作业等，其中最常用、稳定性最好的是斜向器开窗作业方法。斜向器开窗作业时，首先下入斜向器到井筒中的指定位置。钻头到达斜向器后，在斜向器锥面的作用下，钻头开始沿着钻头斜面前进，钻头同时旋转，随着钻头的前进，钻头开始钻遇套管，钻头不断的钻开套管，最终进套管完全钻穿。套管开窗作业用到的钻头有常规钻头、专用的碳化钨钻头。常规钻头中的牙轮钻头、天然金刚石钻头、PDC钻头、孕镶金刚石钻头钻头等都可以作为套管开窗作业的钻头。利用常规斜向器加钻头的开窗作业中，由于钻头轴线和套管平面存在夹角，因此仅有少部分钻头切削齿和套管接触，为了防止钻头结构的损坏，作业施加的钻压往往较小。而且由于套管的强度要比钻井岩石的硬度高很多，因此往往会对开窗钻头造成较大的损坏，而且切割套管的速度较慢，套管开窗的成本较高，如果期间钻头损坏严重，需要多次起钻更换钻头。受到钻头结构和施工工艺的限制，套管开窗侧钻通常是不连续的，在完成套管开窗作业之后，需要重新起钻，更换钻头或者施工工艺，反复起下钻，会大大增加开窗侧钻的时间，增加施工成本。而且反复起钻之后，容易对井身结构和井眼质量等造成影响，加大开窗侧钻失败的概率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种可提高钻头破岩效率，提高侧钻速度，降低开窗侧钻成本，可以很好防止井斜和保护钻头的快速连续开窗侧钻装置。本专利技术所述的快速连续开窗侧钻装置，包括钻杆、钻头、套管及斜向器，钻杆和钻头内部均设置钻井液通过腔，钻杆顶部连接注入装置，注入装置包括泥浆泵，泥浆泵通过主管线连接钻杆顶部，钻杆连接旋转驱动装置，主管线上设有两端均与主管线连通的注入管线，注入管线上设置平衡管线，平衡管线连接钢砂注入罐，钢砂注入罐上部设置钢砂入口，底部设置钢砂出口，钢砂出口连接注入管线，钢砂注入罐下部设置钢砂震动器，注入管线两端与主管线连接处均设置注入管线阀门，主管线上设置主管线阀门。钻杆为可以弯曲的钻杆，便于调整角度，完成侧钻作业，钢砂存储在钢砂注入罐中，泥浆泵泵出的钻井液通过高压管线流经钢砂注入罐的底部，钢砂在重力和钢砂震动器的作用下向下运动，不断和流经的高压钻井液混合，钢砂下落的体积通过平衡管线补充同体积的钻井液。混合后的钢砂和钻井液的混合物经过主管线混合之后，继续向下流动，达到开窗侧钻钻头，钢砂从钻头喷嘴，以每分钟上百万次的速度冲击套管。钻头在钻压作用下向下运动，达到斜向器。同时钻杆驱动钻头旋转，钻头开始钻进套管，同时钢砂以高速、高频冲击套管，有效的降低了套管的强度，辅助钻头钻进套管，实现了钻头的快速开窗，开窗完成之后，钻头可以继续钻进，同时钢砂以高速高频冲击岩石，极大的提高了钻头破岩效率，提高侧钻的速度，降低了开窗侧钻的成本。而且在钢砂冲击作用下，需要的钻压较小，可以很好防止井斜和保护钻头。旋转驱动装置可以驱动钻杆旋转，钻杆旋转可以带动钻头旋转。本申请中提到的钻井液是指泥浆泵泵出的泥浆。主管线上设置水龙头，水龙头位于钻杆上方。泥浆泵连接泥浆池，泥浆池一侧连接循环管，循环管另一端放置在钻井井口位置。利于循环，提高效率。旋转驱动装置包括转盘，转盘套装在钻杆顶部外周，转盘连接传动装置。钢砂入口设置钢砂注入灌入口阀门，钢砂入口通过管道连接钢砂储罐，钢砂储罐安装在泥浆池一侧。本专利技术的有益效果是：钢砂从钻头喷嘴以高速和高频喷出，冲击套管壁，冲击频率可达每分钟上百万次，极大的降低了套管的强度，实现了对套管冲击切割，辅助钻头快速完成套管开窗作业，完成套管开窗作业之后，不需要起钻更换钻头和施工工艺，可以继续采用钢砂冲击和钻头共同破岩的方式，完成侧钻作业。在钢砂冲击辅助破岩作用下，钻头破岩的速度得到极大的增大，而且需要增加的钻压较小，因此可以较好的防止井斜和保护钻头。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1、钻头2、斜向器3、套管4、钻杆5、水龙头6、钢砂储罐7、泥浆泵8、主管线阀门9、注入管线入口阀门10、平衡管线11、钢砂入口12、钢砂注入罐13、注入管线出口阀门14、钢砂震动器15、泥浆池16、主管线17、旋转驱动装置18、注入管线19、循环管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述：如图1所示，本专利技术所述的快速连续开窗侧钻装置，包括钻杆4、钻头1、套管3及斜向器2，钻杆4和钻头1内部均设置钻井液通过腔，钻杆4顶部连接注入装置，注入装置包括泥浆泵7，泥浆泵7通过主管线16连接钻杆4顶部，钻杆4连接旋转驱动装置17，主管线16上设有两端均与主管线16连通的注入管线18，注入管线18上设置平衡管线10，平衡管线10连接钢砂注入罐12，钢砂注入罐12上部设置钢砂入口11，底部设置钢砂出口，钢砂出口连接注入管线18，钢砂注入罐12下部设置钢砂震动器14，注入管线18两端与主管线16连接处均设置注入管线阀门，注入管线阀门分为注入管线入口阀门9和注入管线出口阀门13。主管线16上设置主管线阀门8。主管线16上设置水龙头5，水龙头5位于钻杆4上方。泥浆泵7连接泥浆池15，泥浆池15一侧连接循环管19，循环管19另一端放置在钻井井口位置。旋转驱动装置17包括转盘，转盘套装在钻杆4顶部外周，转盘连接传动装置。钢砂入口11设置钢砂注入灌入口阀门，钢砂入口11通过管道连接钢砂储罐6，钢砂储罐6安装在泥浆池15一侧。主管线16包括水平管和立管，便于调节连接角度及方位。在进行套管开窗作业之前，首先将斜向器2下入到井筒中的指定位置，通过测量装置将斜向器2的位置和方位布置好，将斜向器2锚定。主管线阀门8打开，注入管线入口阀门9关闭，钢砂注入灌入口阀门关闭，注入管线出口阀门13关闭。打开注入罐入口阀门，将钢砂添加到钢砂注入罐12中，直至将钢砂注入罐12加满，关闭注入罐入口阀门，开启钢砂震动器14。进行套管开窗作业，将开窗侧钻钻头1连同钻杆4下入到井筒中，直至钻头1到达斜向器2。开启泥浆泵7，钻井液经过主管线阀门8，经过立管，到达水龙头5，进入钻杆4、钻头1中，钻井液从开窗侧钻钻头1喷嘴喷出，再从井眼环空中返出达到井口，返到泥浆池15中，循环一段时间后，钻杆4旋转。打开注入管线入口阀门9、注入管线出口阀门13，缓慢关闭主管线阀门8，泥浆泵7泵出的钻井液进入到注入管线18中，到达钢砂注入罐12底部，钢砂在重力作用和钢砂震动器14震动作用下和钻井液不断的混合，形成钢砂和钻井液的混合物，钢砂下落之后形成的空体积，由平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速连续开窗侧钻装置，包括钻杆(4)、钻头(1)、套管(3)及斜向器(2)，其特征在于：钻杆(4)和钻头(1)内部均设置钻井液通过腔，钻杆(4)顶部连接注入装置，注入装置包括泥浆泵(7)，泥浆泵(7)通过主管线(16)连接钻杆(4)顶部，钻杆(4)连接旋转驱动装置(17)，主管线(16)上设有两端均与主管线(16)连通的注入管线(18)，注入管线(18)上设置平衡管线(10)，平衡管线(10)连接钢砂注入罐(12)，钢砂注入罐(12)上部设置钢砂入口(11)，底部设置钢砂出口，钢砂出口连接注入管线(18)，钢砂注入罐(12)下部设置钢砂震动器(14)，注入管线(18)两端与主管线(16)连接处均设置注入管线阀门，主管线(16)上设置主管线阀门(8)。

【技术特征摘要】
1.一种快速连续开窗侧钻装置，包括钻杆(4)、钻头(1)、套管(3)及斜向器(2)，其特征在于：钻杆(4)和钻头(1)内部均设置钻井液通过腔，钻杆(4)顶部连接注入装置，注入装置包括泥浆泵(7)，泥浆泵(7)通过主管线(16)连接钻杆(4)顶部，钻杆(4)连接旋转驱动装置(17)，主管线(16)上设有两端均与主管线(16)连通的注入管线(18)，注入管线(18)上设置平衡管线(10)，平衡管线(10)连接钢砂注入罐(12)，钢砂注入罐(12)上部设置钢砂入口(11)，底部设置钢砂出口，钢砂出口连接注入管线(18)，钢砂注入罐(12)下部设置钢砂震动器(14)，注入管线(18)两端与主管线(16)连接处均设置注入管线阀门，主管...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，张贵才，徐依吉，郭文卿，吴琪，杨洋洋，万夫磊，朱小宝，石超，邢雪阳，郭公浦，朱凯，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37