一种井下高能水力喷射滚子导斜器及其使用方法与流程

1.本发明涉及油田井下设备技术领域，具体涉及一种井下高能水力喷射滚子导斜器及其使用方法。


背景技术：

2.目前随着采油、钻井技术的发展，水平井技术具有占地面积小、连通地下储层距离远、采油波及面积大等优点，但成本过高，因此水平井技术适用于储量高、地面用地紧张、高产井等条件；另外，在油井开采中后期，也可在直井基础上，采用侧钻分支井技术可实现地下扩展泄油半径的目的，从而提高产能，但一般单分支投资仍较高。
3.中国专利cn202020784640.7公开了一种导斜器，包括内外套设的中心管和导斜器本体，导斜器本体含有引导斜面，导斜器本体的下端依次连接有液压卡瓦固定机构和引导头，所述液压卡瓦固定机构内含有轴向通道，引导头的下部设置排液孔，中心管内的液体能够通过该轴向通道后从排液孔排出；该导斜器在井下坐封后，只能为侧钻提供一个固定的工作方向，无法任意调整方向，并且作业结束后不能取出；施工时，需要放慢下钻速度，施工周期长，投资较高；中国专利cn200820219672.1公开了一种卡瓦锚定式导斜器，由防漏装置、钢球、活塞固定销钉、下卡瓦、锁紧套、中心管、送入管、送入接头、扶正块、斜轨、上卡瓦、液缸、活塞组成；防漏装置安装在卡瓦锚定式导斜器前端，钢球装在导斜器前端的钢球座中，下卡瓦、锁紧套均套在中心管外，送入管与中心管反丝扣连接，送入接头与送入管丝扣连接，扶正块与送入管丝扣或焊接连接，斜轨一端设有斜面，另端与导斜器为一体，上卡瓦装在导斜器外面用螺钉固定，液缸装在导斜器外液缸槽中用螺栓固定，用活塞固定销钉将活塞固定在导斜器上；该导斜器在使用时同样需要完成坐封，坐封后需二次下入钻具进行套管开窗，其操作较为复杂，同样不具有调整方向的功能，施工时也需要放慢下钻速度，施工周期长，施工成本较高；中国专利cn202110253559.5公开了一种油井定向多分支水力喷射的装置及其使用方法，涉及油井增产技术领域，包括井上工具、井下工具和喷射工具，井上工具包括依次同轴设置的井口四通头、旋转井口、井口三通和高压密封器，井下工具包括套管、高压管柱、井下密封组件和引鞋，喷射工具包括从上到下依次固定连接的连续抽油杆、流通装置和等径管，等径管为柔性管且下端设有喷头；本装置利用旋转井口实现多分支逐一作业，利用引鞋方便进行井下定向，最终使用地面高压水通过喷头进行水力喷射；当达到喷射深度要求后，上提连续抽油杆至喷头提出引鞋；转动旋转井口使引鞋转至下一个方位；其利用旋转井口实现多分支逐一作业，利用引鞋进行井下定向，最终使用地面高压水通过喷头进行水力喷射；该专利技术中的引鞋结构相当于导斜器，但是这种引鞋结构，不能有效实现高压喷管的导斜作用，并且引鞋没有定向斜向作用，而且摩阻大，很容易引起喷管的弯曲损坏。
4.综上所述，目前使用的导斜器主要有通道式导器、封隔器式导器、液压式导斜器、可捞式导斜器、引鞋等，虽然在原理上会有不同，但导斜器在套管开窗过程中所起的作用是
一样的；就是为套管开窗提供一个导向的平面，同时为开窗用的铣锥等开窗工具提供一个支撑面，形成开窗侧钻的侧向力；这类导斜器在使用时需在井下完成坐封，为侧钻提供一个固定的钻进方向，在坐封后其方向无法调整，无法进行多分支钻井；并且现有导斜器还存在工作步骤繁琐、回收困难的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种井下高能水力喷射滚子导斜器及其使用方法。
6.本发明的技术方案是：一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，所述导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；所述导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承。
7.优选的，所述导斜通道由导斜体构成，所述导斜体为长条状，所述导斜筒轴向上设有与导斜体适配的安装槽，所述导斜体固定安装在安装槽内。
8.优选的，所述导斜体分为上导斜体和下导斜体，对应的，所述导斜通道分为上导斜通道和下导斜通道；所述导斜筒分为上下固定连接的两段，分别为上导斜筒和下导斜筒；所述上导斜体固定安装在上导斜筒内，所述下导斜体固定安装在下导斜筒内。
9.优选的，所述下导斜体为分体式结构，由两块下轨夹板构成；所述下轨夹板上设有一条向一侧倾斜的弧形半圆槽，所述半圆槽的底部出口位于下轨夹板的侧部，两块所述下轨夹板相对设置且固定连接，二者的半圆槽组成下导斜通道。
10.优选的，所述上导斜体包括上轨夹板、连接块和若干滚子轴承，两块所述上轨夹板相对设置，二者的端部通过多块连接块固定连接；若干所述滚子轴承呈两纵列安装在两块上夹板之间，两列所述滚子轴承等距设置，共同组成上导斜通道。
11.优选的，所述上导斜筒上端设有上接头，所述上接头内设有便于高压喷管进入的内锥面。
12.优选的，所述滚子轴承的中部设有圆弧形环状槽，且两侧的安装端上套装有轴承套；所述环状槽与导斜通道适配。
13.优选的，所述上导斜体内的两列滚子轴承交错设置。
14.一种井下高能水力喷射滚子导斜器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将本滚子导斜器安装在高压油管的下端，通过高压油管下入井内；2）将高压油管上端连接到旋转井口上；3）将高压喷管下入到高压油管中；4）高压油管经过井下陀螺定位系统定好方位，通过旋转井口带动高压油管及滚子导斜器转动，确定径向钻孔的精确方位，做好高压喷射准备；5）在进行水力喷射钻进时高压喷管由导斜筒上端进入，向下穿过导斜通道；6）在高压喷管通过导斜通道的过程中，导斜通道给高压喷管施加一个弯矩使其沿着导斜通道发生塑性变形；7）随后高压喷管以一定的造斜角对套管及岩层进行高压水力喷射；8）当完成一个方位的水力喷射钻进后，将高压喷管上提提出滚子导斜器；9）重复步骤4-8，进行多方位水力喷射；最后提出高压油管将本滚子导斜器带出。
15.本发明与现有技术相比较，具有以下优点：本装置可以给高压喷管施加一个弯矩使其发生塑性变形，实现硬管高能水力喷射分支井超短半径钻进的目的；本导斜器的滚轮设计可以有效降低高压喷管通过时的摩擦力；本导斜器为直筒型结构，在下井时固定安装在旋转井口下方的高压油管下端，使用时无需坐封，并且回收方便快捷；本导斜器搭配旋转井口使用，可快速改变井下方位，施工效率较高；本装置的上接头内设有便于高压喷管进入的内锥面，此设置可有效提高高压喷管的下放速度，提升了操作的便利性。
附图说明
16.图1为本发明的剖视结构示意图；图2为本发明的立体示意图；图3为本发明的分解结构示意图；图4为滚子轴承的结构示意图。
17.图中：1、上导斜筒，101、上接头，2、下导斜筒，3、上导斜体，4、下导斜体，5、上轨夹板，6、连接块，7、滚子轴承，701、环状槽，8、上导斜通道，9、下轨夹板，901、弧形半圆槽，10、下导斜通道，11、轴承套，12、安装槽。
具体实施方式
18.下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。
19.实施例一一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承7。
20.本滚子导斜器的使用方法，包括以下步骤：1）将本滚子导斜器安装在高压油管的下端，通过高压油管下入井内；2）将高压油管上端连接到旋转井口上；3）将高压喷管下入到高压油管中；4）高压油管经过井下陀螺定位系统定好方位，通过旋转井口带动高压油管及滚子导斜器转动，确定径向钻孔的精确方位，做好高压喷射准备；5）在进行水力喷射钻进时高压喷管由导斜筒上端进入，向下穿过导斜通道；6）在高压喷管通过导斜通道的过程中，导斜通道给高压喷管施加一个弯矩使其沿着导斜通道发生塑性变形；7）随后高压喷管以一定的造斜角对套管及岩层进行高压水力喷射；8）当完成一个方位的水力喷射钻进后，将高压喷管上提提出滚子导斜器；9）重复步骤4-8，进行多方位水力喷射；最后提出高压油管将本滚子导斜器带出。
21.本装置可以给高压喷管施加一个弯矩使其发生塑性变形，实现硬管高能水力喷射分支井超短半径钻进的目的；本导斜器的滚轮设计可以有效降低高压喷管通过时的摩擦力；本导斜器为直筒型结构，在下井时固定安装在旋转井口下方的高压油管下端，使用时无需坐封，并且回收方便快捷；本导斜器外径小于现有导斜器的外径，下井速度相对较快；本
导斜器搭配旋转井口使用，可快速改变井下方位，施工效率较高。
22.实施例二一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承7。
23.本实施例的导斜通道由导斜体构成，导斜体为长条状，导斜筒轴向上设有与导斜体适配的安装槽12，导斜体通过螺栓固定安装在安装槽12内。
24.本实施例中的滚子导斜器便于装配，并且导斜体包含有多种规格，不同规格的导斜体内设有不同轨迹的导斜通道，可根据施工需求自主选择；通过更换不同规格的导斜体可以调整高压喷管钻进时的造斜角，从而可以按施工要求钻进出具有一定半径的分支井。
25.实施例三参照图1-3所示，一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承7。
26.导斜通道由导斜体构成，导斜体为长条状，导斜筒轴向上设有与导斜体适配的安装槽12，导斜体通过螺栓固定安装在安装槽12内。
27.导斜体分为上导斜体3和下导斜体4，对应的，导斜通道分为上导斜通道8和下导斜通道10；导斜筒分为上下固定连接的两段，分别为上导斜筒1和下导斜筒2；上导斜体3固定安装在上导斜筒1内，下导斜体4固定安装在下导斜筒2内。
28.下导斜体4为分体式结构，由两块下轨夹板9构成；下轨夹板9上设有一条向一侧倾斜的弧形半圆槽901，半圆槽的底部出口位于下轨夹板9的侧部，两块下轨夹板9相对设置且固定连接，二者的半圆槽组成下导斜通道10。
29.上导斜体3包括上轨夹板5、连接块6和若干滚子轴承7，两块上轨夹板5相对设置，二者的端部通过多块连接块6固定连接；若干滚子轴承7呈两纵列安装在两块上夹板之间，两列滚子轴承7等距设置，共同组成上导斜通道8。
30.本实施例与实施例二的不同之处在于：本实施例中的导斜筒、导斜体均采用分段式设计，并且上导斜体3和下导斜体4的结构不同；上导斜体3内的上导斜通道8由两列滚子轴承7构成，其曲度较小，在使用时对高压喷管主要起输送作用；下导斜通道10由两条相对的弧形半圆槽901组成，其曲度较大，高压喷管在通过时下导斜通道10的内壁会给高压喷管施加一个弯矩使其发生塑性变形，而下导斜通道10两侧设置的滚子轴承7可以降低高压喷管通过时产生的摩擦力，避免了对高压喷管造成破坏。
31.实施例四参照图1-3所示，一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承7。
32.导斜通道由导斜体构成，导斜体为长条状，导斜筒轴向上设有与导斜体适配的安装槽12，导斜体通过螺栓固定安装在安装槽12内。
33.导斜体分为上导斜体3和下导斜体4，对应的，导斜通道分为上导斜通道8和下导斜通道10；导斜筒分为上下固定连接的两段，分别为上导斜筒1和下导斜筒2；上导斜体3固定
安装在上导斜筒1内，下导斜体4固定安装在下导斜筒2内。
34.下导斜体4为分体式结构，由两块下轨夹板9构成；下轨夹板9上设有一条向一侧倾斜的弧形半圆槽901，半圆槽的底部出口位于下轨夹板9的侧部，两块下轨夹板9相对设置且固定连接，二者的半圆槽组成下导斜通道10。
35.上导斜体3包括上轨夹板5、连接块6和若干滚子轴承7，两块上轨夹板5相对设置，二者的端部通过多块连接块6固定连接；若干滚子轴承7呈两纵列安装在两块上夹板之间，两列滚子轴承7等距设置，共同组成上导斜通道8。
36.此外，本实施例的上导斜筒1上端设有上接头101，上接头101内设有便于高压喷管进入的内锥面；当向井下下入高压喷管时，此优化设置可有效提高其下放速度，提升了操作的便利性。
37.实施例五参照图1-3所示，一种井下高能水力喷射滚子导斜器，包括导斜筒，导斜筒为竖直筒形结构，导斜筒内设有轴向的圆弧状导斜通道；导斜通道的进口位于导斜筒的上端，出口位于导斜筒的下部侧壁上，且导斜通道的两侧设有若干滚子轴承7。
38.导斜通道由导斜体构成，导斜体为长条状，导斜筒轴向上设有与导斜体适配的安装槽12，导斜体通过螺栓固定安装在安装槽12内。
39.导斜体分为上导斜体3和下导斜体4，对应的，导斜通道分为上导斜通道8和下导斜通道10；导斜筒分为上下固定连接的两段，分别为上导斜筒1和下导斜筒2；上导斜体3固定安装在上导斜筒1内，下导斜体4固定安装在下导斜筒2内。
40.下导斜体4为分体式结构，由两块下轨夹板9构成；下轨夹板9上设有一条向一侧倾斜的弧形半圆槽901，半圆槽的底部出口位于下轨夹板9的侧部，两块下轨夹板9相对设置且固定连接，二者的半圆槽组成下导斜通道10。
41.上导斜体3包括上轨夹板5、连接块6和若干滚子轴承7，两块上轨夹板5相对设置，二者的端部通过多块连接块6固定连接；若干滚子轴承7呈两纵列安装在两块上夹板之间，两列滚子轴承7等距设置，共同组成上导斜通道8。
42.更为详细的，参照图4所示，滚子轴承7的中部设有圆弧形环状槽701，此环状槽701与导斜通道适配；在使用时环状槽701与高压喷管的外壁契合，增加了滚子轴承7与高压喷管的接触面积，有助于高压喷管的下放；进一步的，滚子轴承7两侧的安装端上套装有轴承套11，轴承套11可减小滚子轴承7转动时的摩擦力。
43.此外，在本实施例中，上导斜体3内的两列滚子轴承7交错设置；此设置保证了高压喷管在穿越上导斜通道8的过程中始终与滚子轴承7保持接触，有助于高压喷管的顺利下放。
44.本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。