本發(fā)明屬于修井工具，特別涉及一種一體式開窗側(cè)鉆工具。

背景技術(shù)：

開窗側(cè)鉆工具包括用于在井內(nèi)進行開窗側(cè)鉆的導斜器和銑錐。傳統(tǒng)的開窗側(cè)鉆工具的導斜器和銑錐是兩套獨立的工具，在開窗側(cè)鉆作業(yè)時先將導斜器接在送入器上并用鉆具下到井內(nèi)預(yù)定位置，按側(cè)鉆設(shè)計要求調(diào)整好導斜器斜面方位，再通過液壓或機械坐封使導斜器固定于井內(nèi)，然后通過旋轉(zhuǎn)或拉壓鉆具使送入器與導斜器分離，再起出鉆具和送入器并換上銑錐進行開窗作業(yè)。由于側(cè)鉆井都比較深，因而每一趟起下鉆不僅作業(yè)時間長、作業(yè)成本高，而且工人勞動強度大。

為克服傳統(tǒng)開窗側(cè)鉆工具存在的問題，提高工作效率，cn102364029a提供一種一體式開窗側(cè)鉆工具。它包括依次同軸連接的銑錐、導斜器斜鐵和坐封錨定裝置，在導斜器斜鐵內(nèi)設(shè)有連通銑錐內(nèi)孔和坐封錨定裝置內(nèi)腔的導液管，其特征是：所述的銑錐下部壓在導斜器斜鐵的上部斜面上，在銑錐下部沿圓周方向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽對應(yīng)導斜器斜鐵一側(cè)為一段里寬外窄的弧形卡槽、其余部分為里窄外寬的梯形槽，在導斜器斜鐵上對應(yīng)環(huán)形凹槽處固設(shè)有定位塊，所述的定位塊上設(shè)有與導斜器斜鐵和銑錐同軸線且與弧形卡槽相配合的弧形卡沿并通過弧形卡沿卡入弧形卡槽內(nèi)，在導斜器斜鐵上端與銑錐之間設(shè)有定位螺釘。這種一體式開窗側(cè)鉆工具雖然可以通過分流孔釋放鉆桿內(nèi)鉆井液產(chǎn)生的激動壓力，防止因為壓力激動引起一體式開窗側(cè)鉆工具中途誤坐封，但因為銑錐內(nèi)孔結(jié)構(gòu)復雜，加工難度大，所以已經(jīng)被cn103195362a公開的一種一體式開窗側(cè)鉆工具取代。

cn103195362a提供了一種既能保證銑錐和導斜器的連接同軸度，又能避免因噴嘴被封堵而降低開窗效率，結(jié)構(gòu)簡單、便于加工的一體式開窗側(cè)鉆工具。它包括依次連接的空心銑錐、導斜器斜鐵和坐封錨定裝置，導斜器斜鐵通過一個定位塊卡在銑錐下部的弧形燕尾槽內(nèi)，在導斜器斜鐵上端與銑錐之間設(shè)有定位螺栓，在導斜器斜鐵內(nèi)設(shè)有連通銑錐下端的噴嘴孔和坐封錨定裝置內(nèi)腔的導液管，其特殊之處是：在銑錐上對應(yīng)定位螺栓處沿徑向設(shè)有副水孔，在定位螺栓上設(shè)有與副水孔連通的盲孔，在導斜器斜鐵與銑錐未脫開時所述的定位螺栓將副水孔堵死，在導斜器斜鐵與銑錐脫開時即定位螺栓被剪斷后，所述的銑錐內(nèi)孔通過副水孔和定位螺栓的盲孔與外部導通。

通過實踐檢驗，這種一體式開窗側(cè)鉆工具存在的問題逐漸顯現(xiàn)：

1、由于沒有釋放鉆井液激動壓力的通道，因此在下鉆過程中一旦因為操作失誤造成頓鉆等情況發(fā)生，進入該工具內(nèi)的鉆井液容易引發(fā)坐封錨定裝置的卡瓦移動造成中途誤坐封，發(fā)生誤坐封時工具卡在井眼內(nèi)只能強行上提或下壓，若工具卡死上提或下壓仍無法解卡時，只能進行破壞性的上提將銑錐拉脫，起出銑錐后下磨銑工具將導斜器斜鐵和坐封錨定裝置磨掉，磨銑時不僅磨銑難度大，而且容易將原井眼套管磨漏導致井眼報廢，所以處理誤坐封時不僅耗時長，費用高，而且成功概率小，很容易造成井內(nèi)事故甚至導致井眼報廢。

2、下鉆過程中導液管和銑錐內(nèi)孔容易被井內(nèi)稠油等異物堵塞，造成一體式開窗側(cè)鉆工具無法坐封或因此造成測井儀器下不到位無法定向或因為中途遇阻工具本身無法到達預(yù)定位置等復雜情況，一旦出現(xiàn)這些復雜情況必須將工具起出時，由于該工具與井眼的間隙僅為3mm左右,在該工具下錐形體內(nèi)的單向閥把該工具內(nèi)、外的鉆井液隔開，如果起鉆速度快就會產(chǎn)生相當大的抽吸力，而這種抽吸力足以拉動下錐形體并迫使卡瓦移動造成誤坐封，因此起鉆速度要控制在正常起鉆速度的四分之一以下,顯然大大降低了作業(yè)效率，增加了作業(yè)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種不僅能避免下鉆過程中鉆桿內(nèi)鉆井液產(chǎn)生激動壓力而導致中途誤坐封，也能避免由于起鉆過快產(chǎn)生抽吸導致中途誤坐封，工作可靠，可提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本的一體式開窗側(cè)鉆工具。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種一體式開窗側(cè)鉆工具，包括依次同軸連接的空心銑錐、導斜器斜鐵和坐封錨定裝置，在導斜器斜鐵內(nèi)設(shè)有連通銑錐下端的噴嘴孔和坐封錨定裝置內(nèi)腔的導液管，導液管下端與坐封錨定裝置內(nèi)的射流管相連接，其特殊之處是：在射流管內(nèi)孔下端設(shè)有一個坐封球，坐封球上部卡在設(shè)于射流管上的環(huán)形上卡沿處，在射流管內(nèi)下端設(shè)有一個限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶，使下鉆時該坐封球卡在所述上卡沿處；在坐封錨定裝置的下錐形體內(nèi)孔下端設(shè)有一個環(huán)形下卡沿，所述坐封球坐封時在高壓鉆井液的推動下突破限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶而下落并卡在下卡沿處實現(xiàn)坐封。

作為進一步優(yōu)選，所述上卡沿和下卡沿均為圓錐面，以提高密封效果。

作為進一步優(yōu)選，所述的坐封錨定裝置包括分別固接在導斜器斜鐵下端外緣和中心處的缸套和所述射流管，在缸套內(nèi)設(shè)有空心的上、下錐形體，在上、下錐形體上分別均布連接有可由缸套外壁伸出的卡瓦，在上、下錐形體之間連接有限位管，所述射流管上、下端分別與導液管和上錐形體插接，在限位管上均布有條形孔。

作為進一步優(yōu)選，在導斜器斜鐵上端與銑錐之間設(shè)有定位螺栓，在銑錐上對應(yīng)定位螺栓處沿徑向設(shè)有副水孔，在定位螺栓上設(shè)有與副水孔連通的盲孔，在導斜器斜鐵與銑錐未脫開時所述的定位螺栓將副水孔堵死，在導斜器斜鐵與銑錐脫開時即定位螺栓被剪斷后，銑錐內(nèi)孔通過副水孔和定位螺栓的盲孔與外部導通，用于避免因銑錐的噴嘴孔被地層或水泥封堵而導致的憋泵，確保開窗時可以加足鉆壓，提高磨銑速度，從而提高了開窗效率。

作為進一步優(yōu)選，所述銑錐內(nèi)孔為沿其軸向布置且筆直的階梯狀中心孔，銑錐內(nèi)孔上端為連接螺孔，以簡化結(jié)構(gòu)。

作為進一步優(yōu)選，在銑錐下端連接有銑錐頭，所述的噴嘴孔設(shè)在銑錐頭上且與銑錐內(nèi)孔連通。

作為進一步優(yōu)選，導斜器斜鐵通過一個定位塊卡在銑錐下部的弧形燕尾槽內(nèi)，所述的定位塊對應(yīng)導斜器斜鐵一側(cè)為圓柱形并插入焊接在導斜器斜鐵上，用于保證銑錐和導斜器的連接強度和同軸度。

作為進一步優(yōu)選，在定位塊上設(shè)有與導斜器斜鐵和銑錐同軸線且與弧形燕尾槽相配合的弧形卡沿，所述的定位塊通過弧形卡沿卡入弧形燕尾槽內(nèi)，以保證銑錐和導斜器的連接同軸度。

作為進一步優(yōu)選，在銑錐下部沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽對應(yīng)導斜器斜鐵一側(cè)為一段里寬外窄的所述弧形燕尾槽、其余大部分為里窄外寬的梯形槽，以使該工具打壓坐封后旋轉(zhuǎn)銑錐便可與定位塊脫離并進行開窗側(cè)鉆。

作為進一步優(yōu)選，在定位塊與銑錐之間設(shè)有緊固螺釘，以確保銑錐與導斜器斜鐵連接牢固。

本發(fā)明的有益效果是：

1、由于在射流管內(nèi)孔下端設(shè)有一個坐封球，坐封球上部卡在設(shè)于射流管上的環(huán)形上卡沿處，通過設(shè)在射流管內(nèi)下端的限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶，使下鉆時該坐封球卡在所述上卡沿處，因此能夠阻止井眼內(nèi)的鉆井液等流體進入射流管以上的鉆具內(nèi)，這樣就使鉆具內(nèi)因為沒有鉆井液而不會產(chǎn)生激動壓力，更不會有異物從井里進入鉆具內(nèi)堵塞循環(huán)通道，從而既避免了下鉆時坐封錨定裝置因為壓力激動而導致誤坐封，也避免了因為異物堵塞循環(huán)通道造成測井工具下不到位以及因為堵塞造成打壓壓力傳遞不到坐封錨定裝置而無法坐封。只需一次起下鉆便可完成固定導斜器和銑錐開窗側(cè)鉆，比傳統(tǒng)開窗側(cè)鉆工具節(jié)省了一趟起下鉆作業(yè)，可大大提高工作效率，降低施工成本和勞動強度。

2、由于在坐封錨定裝置的下錐形體內(nèi)孔下端設(shè)有一個環(huán)形下卡沿，取消了現(xiàn)有開窗側(cè)鉆工具中設(shè)置于下錐形體下端的單向閥，可使下鉆時上、下錐形體內(nèi)、外的鉆井液連通，從而當下鉆中途遇阻需要起鉆時，不會打破上、下錐形體的內(nèi)、外壓力平衡，因此即使起鉆抽吸不會引起上、下錐形體移動，也就避免了由于起鉆抽吸造成的誤坐封事故發(fā)生，大大提高了工作可靠性，消除了用戶使用的潛在風險。

3、由于在射流管下端設(shè)有上卡沿和坐封球，從而下鉆時鉆井液不能進入鉆具內(nèi)，所以鉆具內(nèi)不會產(chǎn)生激動壓力，這樣就不會引起坐封錨定裝置誤坐封，因此銑錐內(nèi)腔無需再設(shè)置分流孔、連接通道以及坐封球，銑錐內(nèi)孔為沿其軸向布置且筆直的中心孔，簡化了銑錐結(jié)構(gòu)，便于加工制造，可提高生產(chǎn)效率，并降低制造成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的a-a剖視圖。

圖3是圖1中坐封錨定裝置的局部放大圖。

圖中：銑錐1，銑錐內(nèi)孔101，副水孔102，環(huán)形凹槽2，弧形燕尾槽201，梯形槽202，銑錐頭3，噴嘴孔301，導液管4，導斜器斜鐵5，射流管6，上卡沿601，缸套7，剪切螺釘8，徑向卡瓦9，上錐形體10，限位管11，條形孔1101，密封圈12，下錐形體13，下卡沿1301，縱向卡瓦14，引鞋管15，進液孔1501，坐封球16，定位塊17，弧形卡沿1701，緊固螺釘18，定位螺栓19，盲孔1901，限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶20。

具體實施方式

如圖1-圖3所示，該一體式開窗側(cè)鉆工具包括空心銑錐1、連接在銑錐1下部的導斜器斜鐵5和固接在導斜器斜鐵5下端的坐封錨定裝置。在導斜器斜鐵5內(nèi)設(shè)有連通銑錐1內(nèi)孔與坐封錨定裝置內(nèi)腔的導液管4，在銑錐1下端固接有銑錐頭3，在銑錐頭3上設(shè)有與銑錐內(nèi)孔101連通的噴嘴孔301，所述的導液管4上端由導斜器斜鐵5的斜面上部引出并插入焊接到所述噴嘴孔301內(nèi)。

所述的銑錐1下部壓在導斜器斜鐵5的上部斜面上，在銑錐1下部沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽2，環(huán)形凹槽2對應(yīng)導斜器斜鐵5一側(cè)為一段里寬外窄的弧形燕尾槽201、其余大部分為里窄外寬的梯形槽202，在導斜器斜鐵5的斜面上對應(yīng)環(huán)形凹槽2處固設(shè)有定位塊17，定位塊17對應(yīng)導斜器斜鐵5的一側(cè)為圓柱形并插入焊接在導斜器斜鐵5上，在定位塊17上設(shè)有與導斜器斜鐵5和銑錐1同軸線且與弧形燕尾槽201相配合的弧形卡沿1701，定位塊17通過弧形卡沿1701卡入弧形燕尾槽201內(nèi)，在定位塊17與銑錐1之間設(shè)有緊固螺釘18。

在導斜器斜鐵5上端與銑錐1之間設(shè)有定位螺栓19。在銑錐1上對應(yīng)定位螺栓19處沿徑向設(shè)有副水孔102，在定位螺栓19上設(shè)有與副水孔102連通的盲孔1901，在導斜器斜鐵5與銑錐1未脫開時所述的定位螺栓19將副水孔102堵死，在導斜器斜鐵5與銑錐1脫開時即定位螺栓19被剪斷后，所述銑錐內(nèi)孔101通過副水孔102和盲孔1901與銑錐1外部導通。所述銑錐內(nèi)孔101為沿其軸向布置且筆直的階梯狀中心孔，銑錐內(nèi)孔101上端為用于連接鉆具的連接螺孔，以簡化結(jié)構(gòu)。

所述的坐封錨定裝置包括固接在導斜器斜鐵5下端外緣的缸套7和插入并固定在導斜器斜鐵5下端中心孔內(nèi)的射流管6，該射流管6上端與所述導液管4下端相互插接。在缸套7內(nèi)設(shè)有空心的上錐形體10和下錐形體13，射流管6下端與上錐形體10的中心孔插接，在射流管6與上錐形體10之間以及在上、下錐形體與缸套7之間分別設(shè)有密封圈12。在上錐形體10外壁通過剪切螺釘8圓周均布連接有徑向卡瓦9，在下錐形體13外壁通過剪切螺釘8圓周均布連接有縱向卡瓦14，所述徑向卡瓦9和縱向卡瓦14在上錐形體10和下錐形體13的推動下可由設(shè)置在缸套7外壁上的矩形開口伸出，在下錐形體13的中心孔內(nèi)設(shè)有連接上、下錐形體的限位管11，限位管11上端與上錐形體10通過粗牙螺紋連接，限位管11與下錐形體13通過細牙鋸齒形螺紋連接且限位管11上的細牙鋸齒形螺紋牙尖朝下，在限位管11的管壁上對應(yīng)下錐形體13處圓周均布有沿縱向布置的條形孔1101。在缸套7下端通過螺紋連接有引鞋管15，在引鞋管15下端的堵頭上沿徑向設(shè)有與其內(nèi)孔連通的進液孔1501。

在射流管6內(nèi)孔下端設(shè)有一個坐封球16，坐封球16上部卡在設(shè)于射流管6內(nèi)孔下端的環(huán)形上卡沿601處，在射流管6內(nèi)下端設(shè)有一個限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶20，使下鉆時該坐封球16卡在所述上卡沿處。在所述下錐形體13內(nèi)孔下端設(shè)有一個環(huán)形下卡沿1301，所述坐封球16坐封時在打入的高壓鉆井液的推動下會突破限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶20的限位而下落并卡在下卡沿1301處實現(xiàn)坐封。所述上卡沿601和下卡沿1301均為圓錐面，以提高密封效果。本實施例中所述限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶20以彈性限位結(jié)構(gòu)為例，該彈性限位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在射流管6內(nèi)下端的環(huán)形槽并在環(huán)形槽內(nèi)卡入o型橡膠圈，使坐封球16卡在所述上卡沿601處。

工作時，將銑錐1上端與鉆具連接，用鉆具將該工具送入井下，下鉆過程中井眼內(nèi)的鉆井液通過進液孔1501進入坐封錨定裝置內(nèi)，但在坐封球16的封堵下，進入坐封錨定裝置內(nèi)的鉆井液不會進入到射流管6以上的鉆具內(nèi)，這樣可使鉆具內(nèi)因沒有鉆井液而不會產(chǎn)生激動壓力，也不會有異物從井里進入鉆具內(nèi)堵塞循環(huán)通道。當下鉆中途遇阻需要起鉆時，由于上、下錐形體內(nèi)、外的鉆井液通過下錐形體下端口連通，不會打破上、下錐形體的內(nèi)、外壓力平衡，因此即使起鉆抽吸不會引起上、下錐形體移動，也就避免了由于起鉆抽吸造成的誤坐封事故發(fā)生。

當該工具到達井下預(yù)定位置時，將導斜器斜鐵5的斜面調(diào)整到預(yù)定方位后，開泵循環(huán)，高壓鉆井液依次通過銑錐內(nèi)孔、導液管4、射流管6推動坐封球16脫開限位結(jié)構(gòu)或限位膠帶20的限位，坐封球16通過上錐形體10內(nèi)孔和限位管11落在下卡沿1301上將下錐形體13下端口封閉，從而將循環(huán)通道堵死。因此高壓鉆井液最終通過條形孔1101進入上、下錐形體之間。當上、下錐形體之間充滿鉆井液時，由于限位管11上均布有條形孔1101而具有一定的彈性，鉆井液便會推動上錐形體10并帶動限位管11使其與下錐形體13發(fā)生“滑扣”現(xiàn)象，最終上、下錐形體將剪切螺釘8剪斷并迫使徑向卡瓦9和縱向卡瓦14卡到井壁上，當泵壓達到預(yù)定值時，穩(wěn)壓30秒便可停泵。然后正轉(zhuǎn)鉆具，通過銑錐1將緊固螺釘18和定位螺栓19剪斷，從而打開銑錐副水孔102，定位塊17從弧形燕尾槽201中旋出，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)鉆具，導液管4在噴嘴孔301出口處被擰斷而使噴嘴孔301自然形成銑錐噴嘴，此時導斜器斜鐵5和銑錐1完全脫開，這時便可開泵循環(huán)鉆井液，旋轉(zhuǎn)鉆具并施加鉆壓進行開窗側(cè)鉆。開窗過程中，一旦銑錐噴嘴孔301被地層或水泥憋堵，通過銑錐副水孔102便會釋放一部分高壓鉆井液，從而避免了因憋壓而引起的憋泵。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。