專利名稱：帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平鉆井造斜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于超短半徑水平鉆井的造斜裝置，它屬于石油或其它礦藏開采中的徑向鉆井工具的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。它主要是通過利用水力液壓來驅(qū)動本造斜裝置的送進(jìn)系統(tǒng)及造斜系統(tǒng)，以使得導(dǎo)向支架的末端沿水平方向(與直井套管相垂直)伸出，形成徑向造斜，并使高壓軟管進(jìn)入工作區(qū)。該徑向水平鉆井造斜裝置主要是由差壓液壓缸、導(dǎo)向支架、轉(zhuǎn)向支桿及固定側(cè)板等組成。
通常，在石油及其它礦藏的開采中大多采用的是直井鉆井工藝。目前，定向井、水平井的鉆井技術(shù)也已較廣泛地運(yùn)用于石油開采工程中，其水平鉆井技術(shù)又分大曲率半徑、中曲率半徑、小曲率半徑及超短半徑的水平鉆井－－徑向水平鉆井技術(shù)。前三類鉆井技術(shù)已基本屬于成熟的技術(shù)，適合于開采厚油層，但其成本較高。徑向水平鉆井技術(shù)適合于薄油層的開采、稠油開采中的注蒸汽，也是對現(xiàn)有老、舊油井的增產(chǎn)和復(fù)活有著行之有效的重要作用。然而，徑向水平鉆井的造斜技術(shù)一直困擾著石油開發(fā)工程人員和科研人員。從目前所檢索和查閱到的國外技術(shù)資料和專利資料看，美國雖已擁有該徑向水平井的造斜技術(shù)(專利號為0100230)，它的支撐部分主要是用液壓缸在井下支撐造斜裝置的導(dǎo)向支架，但其主要缺點(diǎn)是液壓缸不穩(wěn)定，而且液壓缸的壓力液管從井上向下布置比較困難，其次是油缸收縮時(上提造斜器)易使支架和套管相碰撞；由于美國大多為7″以上的套管，相對來講還是比較容易些。而中國多為中、小套管，此技術(shù)不適合于中國的現(xiàn)場實(shí)際。因此，解決適合中國現(xiàn)場實(shí)際的徑向水平鉆井的造斜問題，以及造斜裝置的設(shè)計(jì)和其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是石油開發(fā)工程人員所一直探索和工礦現(xiàn)場所急需解決的。
本實(shí)用新型的目的就在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種利用液壓驅(qū)動來達(dá)到超短半徑水平鉆井造斜的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平鉆井造斜裝置。它是主要由差壓液壓缸、導(dǎo)向支桿、轉(zhuǎn)向支桿、圓管校正器及固定側(cè)板等構(gòu)成，其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是將差壓液壓缸、導(dǎo)向支架及轉(zhuǎn)向支桿是依次串聯(lián)而成，而差壓液壓缸的底部固定聯(lián)接在固定側(cè)板的上端，差壓液壓缸的下端聯(lián)接在導(dǎo)向支架的前端，導(dǎo)向支架的后端與轉(zhuǎn)向支桿的上端相聯(lián)接，而轉(zhuǎn)向支桿的下端則鉸接在固定側(cè)板的下端。
附


圖1即為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2即為本實(shí)用新型的圓管校正器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖的圖面說明如下1┄液壓缸2┄套管3┄差壓液壓缸4┄柱塞體5┄柱塞體密封6┄柱塞桿7┄柱塞密封座8┄固定導(dǎo)向支架9┄固定側(cè)板10┄支撐轉(zhuǎn)動軸11┄節(jié)流孔12┄活動導(dǎo)向支架13┄出口導(dǎo)向支架14┄圓管校正器15┄轉(zhuǎn)向支桿16┄校正架轉(zhuǎn)動軸17┄校正支架18┄調(diào)節(jié)螺釘19┄校正輪為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，其設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的差壓液壓缸(3)是由液壓缸(1)和差壓柱塞構(gòu)成，其上部是液壓缸(1)，中間設(shè)置差壓柱塞，底部設(shè)置有可供差壓柱塞通過的、內(nèi)壁加設(shè)有密封的柱塞密封座(7)；其整體的下端則固定在固定側(cè)板(9)的上端；而其差壓柱塞則是由柱塞體(4)和柱塞桿(6)構(gòu)成，其軸向內(nèi)孔為中空狀的圓柱體，柱塞體(4)的內(nèi)孔壁設(shè)置有柱塞體密封(5)，并在柱塞體的上開設(shè)有節(jié)流孔(11)，柱塞體(4)通過其上的節(jié)流孔(11)與液壓缸的底部構(gòu)成差壓空間；柱塞桿(6)的上端與柱塞體(4)相聯(lián)，其下端則穿過柱塞密封座(7)與導(dǎo)向支架相聯(lián)；其導(dǎo)向支架則是由固定導(dǎo)向支架(8)、活動導(dǎo)向支架(12)、出口導(dǎo)向支架(13)及圓管校正器(14)依次串聯(lián)而成，各導(dǎo)向支架之間是通過鉸鏈(軸)相聯(lián)，固定導(dǎo)向架(8)的上端固定聯(lián)接在柱塞桿(6)的下端，其下端則與活動導(dǎo)向架(12)的進(jìn)口端相聯(lián)；出口導(dǎo)向架(13)的進(jìn)口端聯(lián)接在活動導(dǎo)向架(12)的出口端，出口導(dǎo)向架(13)的出口端則與轉(zhuǎn)向支桿(15)相鉸接，并在其上設(shè)置圓管校正器(14)；該圓管校正器(14)則是由帶有校正輪(19)的校正支架(17)、校正調(diào)節(jié)螺釘(18)及固定轉(zhuǎn)動軸(16)構(gòu)成，其固定轉(zhuǎn)動軸(16)設(shè)置在校正支架(17)的進(jìn)口端，并聯(lián)接在出口導(dǎo)向支架(13)上，其校正調(diào)節(jié)螺釘(18)則設(shè)置在校正支架(17)的出口端。
本實(shí)用新型的一個主要技術(shù)特點(diǎn)則是將支撐導(dǎo)向支架的支撐物設(shè)計(jì)成一個轉(zhuǎn)向支桿；該轉(zhuǎn)向支桿(15)為一個剛性體支桿，其一端通過支承轉(zhuǎn)動軸(10)鉸接在固定側(cè)板(9)上，另一端則鉸接在出口導(dǎo)向支架(13)上。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳敘本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中，設(shè)計(jì)者是在液壓缸內(nèi)設(shè)置差壓柱塞，該差壓柱塞的內(nèi)孔直徑可通過生產(chǎn)管，其柱塞體上開設(shè)有節(jié)流孔，以便在柱塞體的兩面形成差壓，從而使得差壓柱塞得以在高壓的作用下向下運(yùn)動；柱塞桿的下端則穿過設(shè)置在液壓室底部的柱塞密封座而與導(dǎo)向支架相聯(lián)接；其導(dǎo)向支架則可設(shè)計(jì)成由一節(jié)固定導(dǎo)向支架、一節(jié)出口導(dǎo)向支架和數(shù)個活動導(dǎo)向支架構(gòu)成，各導(dǎo)向支架的聯(lián)接是通過鉸鏈(軸)來聯(lián)接的；為了使生產(chǎn)管在通過該造斜裝置后能夠水平地進(jìn)入地層，設(shè)計(jì)者還在其出口導(dǎo)向支架上設(shè)置了圓管出口校正器。這樣，當(dāng)差壓柱塞的內(nèi)孔被封堵后，它可在高壓液的作用下利用差壓的原理向下運(yùn)動，而其轉(zhuǎn)向支桿是剛性體，在受到壓迫時則自動向減壓方向轉(zhuǎn)向，并帶動導(dǎo)向支架水平運(yùn)動，從而完成徑向水平造斜的任務(wù)。
由于本實(shí)用新型所采用的造斜裝置的轉(zhuǎn)向部分是轉(zhuǎn)向支桿，它既解決了外國技術(shù)中所采用液壓缸支撐所帶有的不穩(wěn)定問題，又可使得水平鉆井在極小的半徑內(nèi)達(dá)到水平造斜，又由于本實(shí)用新型是采用的液力驅(qū)動，因此，它除了適用于陸上石油鉆井工程外，還可用于海上油藏開采、廢物處理、煤層地下氧化或瓦斯氣的排出和用于溶解采礦法回收礦物等方面。
權(quán)利要求1.帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，它是由差壓液壓缸(3)、導(dǎo)向支架、轉(zhuǎn)向支桿(15)、圓管校正器(14)及固定側(cè)板(9)等構(gòu)成，其特征在于差壓液壓缸(3)、導(dǎo)向支架及轉(zhuǎn)向支桿(15)是依次串聯(lián)而成，而差壓液壓缸(3)的底部固定聯(lián)接在固定側(cè)板(9)的上端，差壓液壓缸(3)的下端聯(lián)接在導(dǎo)向支架的前端，導(dǎo)向支架的后端與轉(zhuǎn)向支桿(15)的上端相聯(lián)接，而轉(zhuǎn)向支桿(15)的下端則鉸接在固定側(cè)板(9)的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，其特征在于差壓液壓缸(3)是由液壓缸(1)和差壓柱塞構(gòu)成，其上部是液壓缸(1)，中間設(shè)置差壓柱塞，底部設(shè)置有可供差壓柱塞通過的、內(nèi)壁加設(shè)有密封的柱塞密封座(7)；其整體的下端則固定在固定側(cè)板(9)的上端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，其特征在于差壓柱塞是由柱塞體(4)和柱塞桿(6)構(gòu)成，其軸向內(nèi)孔為中空狀的圓柱體，柱塞體(4)的內(nèi)孔壁設(shè)置有柱塞體密封(5)，并在柱塞體的上開設(shè)有節(jié)流孔(11)，柱塞體(4)通過其上的節(jié)流孔(11)與液壓缸的底部構(gòu)成差壓空間；柱塞桿(6)的上端與柱塞體(4)相聯(lián)，其下端則穿過柱塞密封座(7)與導(dǎo)向支架相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，其特征在于導(dǎo)向支架是由固定導(dǎo)向支架(8)、活動導(dǎo)向支架(12)、出口導(dǎo)向支架(13)及圓管校正器(14)依次串聯(lián)而成，各導(dǎo)向支架之間是通過鉸鏈(軸)相聯(lián)，固定導(dǎo)向架(8)的上端固定聯(lián)接在柱塞桿(6)的下端，其下端則與活動導(dǎo)向架(12)的進(jìn)口端相聯(lián)；出口導(dǎo)向架(13)的進(jìn)口端聯(lián)接在活動導(dǎo)向架(12)的出口端，出口導(dǎo)向架(13)的出口端則與轉(zhuǎn)向支桿(15)相鉸接，并在其上設(shè)置圓管校正器(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，其特征在于轉(zhuǎn)向支桿(15)為一個剛性體支桿，其一端通過支承轉(zhuǎn)動軸(10)鉸接在固定側(cè)板(9)上，另一端則鉸接在出口導(dǎo)向支架(13)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平井造斜裝置，其特征在于圓管校正器(14)是由帶有校正輪(19)的校正支架(17)、校正調(diào)節(jié)螺釘(18)及固定轉(zhuǎn)動軸(16)構(gòu)成，其固定轉(zhuǎn)動軸(16)設(shè)置在校正支架(17)的進(jìn)口端，并聯(lián)接在出口導(dǎo)向支架(13)上，其校正調(diào)節(jié)螺釘(13)則設(shè)置在校正支架(17)的出口端。
專利摘要一種帶有轉(zhuǎn)向支桿的徑向水平鉆井造斜裝置，它屬于對徑向水平井造斜裝置的改進(jìn)。它主要是通過利用水力液壓來驅(qū)動本造斜裝置的送進(jìn)系統(tǒng)及造斜系統(tǒng)，以使得導(dǎo)向支架的末端沿水平方向(與直井套管相垂直)伸出，形成徑向造斜，并使高壓軟管進(jìn)入工作區(qū)。該徑向水平鉆井造斜裝置主要是由差壓液壓缸、導(dǎo)向支架、轉(zhuǎn)向支桿及固定側(cè)板等組成。
文檔編號E21B7/04GK2162527SQ9320413
公開日1994年4月20日 申請日期1993年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月1日
發(fā)明者吳德元, 于秉華, 王慧藝, 劉衍聰, 沈忠厚, 王瑞和, 徐依吉 申請人:石油大學(xué)(華東)