【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻井设备，具体涉及一种径向定向钻井装置。
技术介绍
1、套管开窗侧钻井可以有效地开发构造复杂、剩余可采储量明显达不到标准的井区及钻新井费用较高的油藏、低渗透油藏、裂缝性油藏、薄油藏等，通过侧钻井可以减缓水、气锥进，延长无水开采期，改善驱油效果。
2、但是，侧钻井不但需要确保钻井动力的传递，还要在钻井过程中调整定向钻进，通常需要反复上下活动整个钻具或者是旋转整个钻柱，操作上需要上提或下放整个钻柱并控制其旋转。在油田钻杆过长的条件下，需求的动力大、旋转阻力大，不利于定向调整，且准确控制难度大，即不但对动力要求高动力配置，造成成本高，而且调整过程对钻柱的耐受力要求也高，因此对钻具的配置也要求高，同样对井底钻具的设计也很苛刻，导致钻井装置整体成本高居不下，不利于更好地开采上述油藏。此外，油气在深井中，钻井周期长，长时间起下钻严重影响作业效率。急需一种可以高效率高精度的侧钻分支井的装置。
技术实现思路
1、现有近似技术中，采用连续油管定向装置将反扭矩作用于连续油管本体，容易将连续油管拧断且不适合小孔眼。本专利技术解决现有技术开窗侧钻钻井装置由于钻具钻进时由于钻杆长不利于调整定向、容易拧断连续油管，而且对动力、钻具和井底钻具都要求高导致成本高的技术问题，提供一种径向定向钻井装置，能够便于定向调整，减少对动力、钻具和井底钻具的高配要求，从而降低成本。
2、本专利技术的技术方案是这样的：
3、一种径向定向钻井装置，包含侧钻管柱5、导引结构9和测控系
4、优选地，所述测量模块包括工具面角度测量模块11和近钻头姿态测量模块12；所述工具面角度测量模块11设置于钻头8内部或定向马达6内部或定向马达6后方侧钻钻杆10内部，且所述工具面角度测量模块11距离钻头50米以内；所述近钻头姿态测量模块12设置于钻头8内部或定向马达6内部或定向马达6后方侧钻钻杆10内部，且所述近钻头姿态测量模块12距离钻头20米以内。
5、优选地，所述测控系统还应包括地面控制中心，所述地面控制中心与井下测量模块、控制模块之间通信连接。
6、优选地，导引结构9是斜向器；所述连续柔性管2为连续油管、塑性金属管、柔性复合材料管、铠皮软管或橡胶管；所述侧钻钻杆10为直径小于90毫米的弹性金属钻杆，或者直径在10-100毫米范围内的铰接式钻杆，或者直径在10-100毫米范围内的由多个扭矩传递节串联而成的钻杆；所述侧钻钻杆10为中空结构，用于流通钻井循环介质。
7、优选地，所述弹性金属钻杆为钢制钻杆或钛合金钻杆等不会发生塑性形变的钻杆，所述铰接式钻杆为多个万向节串联而成的能传递扭矩的钻杆。
8、优选地，在所述侧钻钻杆10的下部设置有定向马达6，所述定向马达6包括弯接头或其他能够实现导向功能的结构，包括带有弯接头的螺杆或者带有推靠式导向结构的涡轮钻具。
9、优选地，所述定向马达6与钻头8直接连接。
10、优选地，防转装置包括防转控制装置和管柱固定装置，沿周向均匀分布；所述防转控制装置为电控、液压控制、电磁控制、机械控制等任何一种装置；管柱固定装置包括压紧机构32和与压紧机构32连接的滚轮31。
11、优选地，所述旋转驱动机构控制模块设置于井口处，通过电路、电缆与旋转驱动机构41通信连接；所述旋转驱动机构包括套设于侧钻管柱10上的电动机41和齿轮箱42，所述齿轮箱42包括若干行星齿轮组，将所述电动机输出的高速旋转运动转化为适合定向调整的低速旋转运动。
12、优选地，还包括其他传送管柱，所述其他传送管柱包括挂接装置或锚定装置等必须的井下工具，所述挂接装置或锚定装置设置于所传送的侧钻管柱5的上部，用于将所述侧钻管柱5挂接于井口或者其他开次套管的套内。
13、技术效果：
14、本专利技术由于所述侧钻钻杆10顶部通过旋转动密封7与的底部连通，而且在连续柔性管2和侧钻钻杆10之间设置有控制所述连续柔性管2固定的防转装置3，因此所述连续柔性管2与所述侧钻钻杆10为相互独立的钻柱，这样，在钻井过程中调整定向钻进时，不需要反复上下活动整个钻具或者是旋转整个钻柱，只需要通过侧钻钻杆10上部的旋转装置4控制侧钻钻杆10旋转；同时定向马达靠近钻头设置，控制模块靠近钻头设置，能及时获得钻头的状态并进行定向调整，也不再需要侧钻钻杆10反复上下活动来调节钻头的定向钻进，因此本专利技术便于定向调整、避免了将连续油管拧断，且适合小孔眼，减少对动力、钻具和井底钻具的高配要求，从而降低成本。
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1.一种径向定向钻井装置，包含侧钻管柱(5)、导引结构(9)和测控系统；其特征在于所述侧钻管柱(5)包括自上而下相连的连续柔性管(2)、防转装置(3)、旋转装置(4)、侧钻钻杆(10)、定向马达(6)、钻头(8)，所述防转装置(3)套设在连续柔性管(2)下部以固定连续柔性管(2)，所述侧钻钻杆(10)顶部通过旋转动密封(7)与连续柔性管(2)的底部连通，旋转装置(4)包括旋转驱动机构和与旋转驱动机构电连接的旋转驱动机构控制模块，旋转驱动机构套接在侧钻钻杆(10)上部；所述导引结构(9)设置在井筒内所述侧钻管柱(5)侧钻出口对应的井筒壁上；所述定向马达(6)设置在靠近钻头(8)处控制钻头的定向；所述测控系统包括井下设置的测量模块和控制模块，所述控制模块根据测量模块测到的钻头(8)的状态控制定向马达(6)的定向钻进。
2.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于：所述测量模块包括工具面角度测量模块(11)和近钻头姿态测量模块(12)；所述工具面角度测量模块(11)设置于钻头(8)内部或定向马达(6)内部或定向马达(6)后方侧钻钻杆(10)内部，且所述工具面角度
3.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于所述测控系统还应包括地面控制中心，所述地面控制中心与井下测量模块、控制模块之间通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于导引结构(9)是斜向器；所述连续柔性管(2)为连续油管、塑性金属管、柔性复合材料管、铠皮软管或橡胶管；所述侧钻钻杆(10)为直径小于90毫米的弹性金属钻杆，或者直径在10-100毫米范围内的铰接式钻杆，或者直径在10-100毫米范围内的由多个扭矩传递节串联而成的钻杆；所述侧钻钻杆10为中空结构，用于流通钻井循环介质。
5.根据权利要求4所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于所述弹性金属钻杆为钢制钻杆或钛合金钻杆等不会发生塑性形变的钻杆，所述铰接式钻杆为多个万向节串联而成的能传递扭矩的钻杆。
6.根据权利要求4所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于在所述侧钻钻杆(10)的下部设置有定向马达(6)，所述定向马达(6)包括弯接头或其他能够实现导向功能的结构，包括带有弯接头的螺杆或者带有推靠式导向结构的涡轮钻具。
7.根据权利要求4或6所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于所述定向马达(6)与钻头(8)直接连接。
8.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于，防转装置包括防转控制装置和管柱固定装置，沿周向均匀分布；所述防转控制装置为电控、液压控制、电磁控制、机械控制等任何一种装置；管柱固定装置包括压紧机构(32)和与压紧机构(32)连接的滚轮(31)。
9.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于所述旋转驱动机构控制模块设置于井口处，通过电路、电缆与旋转驱动机构(41)通信连接；所述旋转驱动机构包括套设于侧钻管柱(10)上的电动机(41)和齿轮箱(42)，所述齿轮箱(42)包括若干行星齿轮组，将所述电动机输出的高速旋转运动转化为适合定向调整的低速旋转运动。
10.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于还包括其他传送管柱，所述其他传送管柱包括挂接装置或锚定装置等必须的井下工具，所述挂接装置或锚定装置设置于所传送的侧钻管柱(5)的上部，用于将所述侧钻管柱(5)挂接于井口或者其他开次套管的套内。
...【技术特征摘要】
1.一种径向定向钻井装置，包含侧钻管柱(5)、导引结构(9)和测控系统；其特征在于所述侧钻管柱(5)包括自上而下相连的连续柔性管(2)、防转装置(3)、旋转装置(4)、侧钻钻杆(10)、定向马达(6)、钻头(8)，所述防转装置(3)套设在连续柔性管(2)下部以固定连续柔性管(2)，所述侧钻钻杆(10)顶部通过旋转动密封(7)与连续柔性管(2)的底部连通，旋转装置(4)包括旋转驱动机构和与旋转驱动机构电连接的旋转驱动机构控制模块，旋转驱动机构套接在侧钻钻杆(10)上部；所述导引结构(9)设置在井筒内所述侧钻管柱(5)侧钻出口对应的井筒壁上；所述定向马达(6)设置在靠近钻头(8)处控制钻头的定向；所述测控系统包括井下设置的测量模块和控制模块，所述控制模块根据测量模块测到的钻头(8)的状态控制定向马达(6)的定向钻进。
2.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于：所述测量模块包括工具面角度测量模块(11)和近钻头姿态测量模块(12)；所述工具面角度测量模块(11)设置于钻头(8)内部或定向马达(6)内部或定向马达(6)后方侧钻钻杆(10)内部，且所述工具面角度测量模块(11)距离钻头50米以内；所述近钻头姿态测量模块(12)设置于钻头(8)内部或定向马达(6)内部或定向马达(6)后方侧钻钻杆(10)内部，且所述近钻头姿态测量模块(12)距离钻头20米以内。
3.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于所述测控系统还应包括地面控制中心，所述地面控制中心与井下测量模块、控制模块之间通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种径向定向钻井装置，其特征在于导引结构(9)是斜向器；所述连续柔性管(2)为连续油管、塑性金属管、柔性复合材料管、铠皮软管或橡胶管；所述侧钻钻杆(10)为直径小于90毫米的弹性金...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓辰，
申请(专利权)人：蓝土地能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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