[发明专利]超短半径水平井钻井用的井底转向装置及其施工方法

权利要求书

1.一种超短半径水平井钻井用的井底转向装置，包括内管总成和外管总成，其特征在于：

所述内管总成包含陀螺仪定位短节、内管和转筒总成，所述陀螺仪定位短节上端通过螺纹与油管柱相连接，所述陀螺仪定位短节下端与内管相连接，所述内管的下端与转筒总成相连接，所述内管的中部安装有支撑体，支撑体与内管之间设置有支撑体压簧，所述内管下部设定有定位槽；

所述外管总成包含外管、卡瓦片、摩擦块和支撑板，外管的上端通过卡瓦锁定销锁定所述卡瓦片的下端，卡瓦片能够在支撑体的支持下张开，外管的中部安装有摩擦块，所述摩擦块与外管之间安装有压簧，所述外管上固定有与所述内管上定位槽相配合的定位销，所述外管的下部联接有支撑板；

所述定位槽包含滑动段和定位段，所述滑动段为一环形槽，所述定位段包含锥形引导槽和直条槽，所述直条槽设置于锥形引导槽的下端并与其连通，所述直条槽的一侧连通设有一斜向上延伸的卡接槽。

2.如权利要求1所述的井底转向装置，其特征在于：所述陀螺仪定位短节和内管通过陀螺仪定位短节下接头相联接。

3.如权利要求1所述的井底转向装置，其特征在于：所述外管和支撑板之间通过一活动缸体联接，从而使得外管和支撑板通过活动缸体可进行相对转动。

4.如权利要求3所述的井底转向装置，其特征在于：所述活动缸体上还安装有补偿弹簧以使外管和支撑板可发生有限制的轴向运动。

5.如权利要求1-4中任一所述的井底转向装置的施工方法，包含下述步骤：

步骤一.连接井底转向装置，下入油管柱至设计深度，释放外管；

其中，所述定位槽包含滑动段和结合段，所述滑动段为长度为a的环形槽，所述结合段包含长度为b的锥形引导槽和长度为c的直条槽，所述直条槽设置于锥形引导槽的下端并与其连通，下井之前将外管的定位销位置处于内管定位槽的卡接槽处，使内管和外管在下井过程中处于相对静止状态，按设计下入至预计深度，上提内管，上提高度为c，同时观察悬重变化，由于摩擦块作用，当悬重稍有增加说明由于内管向上运动使定位销已处于定位槽的直条槽位置，完成外管释放；

步骤二.确定井下方位，下放油管柱完成井下工具的锚定和转筒转向，下陀螺仪测方位；

步骤三.下入高压射流钻具进行径向水平井钻进；

步骤四.上提油管柱完成解锁、转筒恢复；

步骤五.旋转油管柱，变换井下工具方位，下放油管柱完成锚定和转筒转向，下陀螺仪测方位，确定方位后下入高压射流钻具进行径向水平井钻进；

反复步骤四和步骤五完成同一水平面多个方位的径向井钻进；

步骤六.上提油管柱完成下一个水平面多个径向水平井的钻进；

步骤七.按设计完成整个井筒的径向井钻进，起出。

6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于：在步骤二中具体过程如下：下放油管柱高度大于b，此时外管与内管能相互旋转，下入陀螺仪测方位，旋转油管柱到预定方位，取出陀螺仪，继续下放油管柱距离为a，同时观察悬重，如果悬重减少说明井下锚定、转向完毕。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步骤四中具体过程如下：上提内管柱高度等于小于距离a，此过程中支撑体上行，卡瓦片对油管壁的挤压力逐渐变小直至无作用力，完成解除锚定，悬重恢复为油管柱+内管自重，同时此过程中由于外管相对静止，支持板也相对静止，转筒总成在转筒固定销作用下逐渐从径向恢复垂直，完成恢复。

8.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步骤五中具体过程如下：再下入陀螺仪，旋转油管柱到预计方位，下放内管柱长度a，支撑体支撑卡瓦片，同时完成锚定和转筒总成转向，反复完成同一深度任意方位径向水平井的钻进。

9.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：在步骤六中具体过程如下：上提内管柱，上提内管柱高度为a+b+c，使定位销处于定位槽的直条槽下端，同时观察悬重变化，由于摩擦块作用，当悬重大于油管柱+内管自重，说明内外管同时向上移动，定位销处于定位槽的直条槽位置，继续上提，带动外管摩擦块至预计深度，下放内管柱进行下一个水平面的径向井作用，反复完成多个水平面任意多个径向井的钻进。