[发明专利]一种一体式开窗侧钻工具

说明书

本发明提供了一种一体式开窗侧钻工具，包括从上至下依次连接的开窗侧钻单元、卡瓦锚定单元、摩擦转向单元三部分,该发明采用旋转下压的机械坐封原理，结构简单，操作简便，性能可靠，效率高，能一趟钻完成工具下入、定向、坐封、开窗、修窗等施工，通过一套卡瓦即实现了轴向抗压和周向抗扭，且机械锚定机构的转向槽设计，能够有效防止起下钻过程中因上提钻柱过量导致的误坐封问题，增加卡瓦锚定的可靠性。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种一体式开窗侧钻工具。

背景技术

目前，老井侧钻中使用的侧钻工具有液压式和机械式之分。液压式开窗工具需要两趟钻才能完成开窗作业，其结构复杂、操作繁琐,比如专利“一种开窗侧钻用斜向器（公开号：CN2718196Y）”的锚定机构，其设置有两套卡瓦，分别被独立的液压缸驱动，一套防扭转，一套抗轴压，使用时，需要有专门的液压管路通向井底的液压缸，来驱动卡瓦周向与轴向坐封；目前在用的一种机械式开窗工具采用长短槽换向的坐封机构，存在上提钻柱时易误坐封的风险，致使卡瓦损坏；此外，针对类似于专利“一种防脱落式一体化开窗工具（公开号：CN202544785U）”的导斜体防脱落U型台阶设计，虽然该U型台阶可以方便工具坐封失败时打捞回收，但是U型台阶增加了铣锥的无效磨铣时间。

为克服以上开窗工具的不足，现需要设计一种一体式开窗侧钻工具。

发明内容

本发明的目的是克服现有机械式和液压式开窗工具的问题，提供一种一体式开窗侧钻工具,采用机械式坐封方式，其结构简单，一趟钻能完成开窗和修窗作业,不存在误坐封风险,优化了铣锥与导斜体的连接方式，提高了铣锥开窗的效率。

本发明的技术方案是提供了一种一体式开窗侧钻工具，包括从上至下依次连接的开窗侧钻单元、卡瓦锚定单元、摩擦转向单元三部分；

所述开窗侧钻单元包括铣锥和导斜体，铣锥的下部与导斜体上部通过剪钉连接；

所述卡瓦锚定单元包括设于内部的中心轴和中心轴上部外侧的卡瓦和外套，所述卡瓦外侧设有牙，卡瓦的上下端分别连接上卡瓦座与下卡瓦座，所述上卡瓦座的外侧设有斜面滑槽，卡瓦上端嵌套在斜面滑槽内，上卡瓦座上部连接于导斜体下部外侧，上卡瓦座下部连接于中心轴上部外侧，下卡瓦座下端与外套连接，所述中心轴上部外侧套有卡瓦滑套，卡瓦滑套上端连接于上卡瓦座下部，中心轴中上部外侧套有锁紧球座，锁紧球座上端连接于下卡瓦座下端内侧,锁紧球座下端内设有圆柱孔，该孔内装有锁紧钢球，中心轴外侧的相应位置设有中心轴外圆环凹槽，非锚定状态下，锁紧钢球卡入中心轴外圆环凹槽中，锁紧球座外侧套有锁紧弹簧和压套，锁紧弹簧设于下卡瓦座底部，压套设于锁紧弹簧底部；

所述摩擦转向单元包括设于中心轴下部外侧的摩擦座，所述摩擦座外侧设有凹槽，且该凹槽内装有摩擦块和摩擦弹簧，摩擦座上下端分别连接有上限位套和限位转向套，所述上限位套上端外设有内圆环凹槽，所述限位转向套上设有转向槽，转向槽上穿有转销，且转销连接于中心轴上，转向槽包括连接槽、短沟槽和长沟槽，连接槽水平设置，短沟槽和长沟槽分别竖直连接于连接槽两端。

所述中心轴下端外侧还设有引锥。

所述铣锥为两段式结构，中部为修窗部分，下端为开窗部分。

所述导斜体的斜面角度为2～3°，导斜体的斜面上部设有内圆柱面凸台，所述剪钉穿过该内圆柱面凸台上的剪钉孔与铣锥上的螺纹孔拧紧。

所述导斜体的斜面中上部设有打捞孔，打捞孔上设有导引面。

所述上卡瓦座上部通过销轴连接于导斜体下部外侧。

所述斜面滑槽成圆周均匀分布3～4个，且斜面滑槽左右两边均有保护槽。

所述限位转向套沿周向设有两道转向槽，两个转向槽上各穿有一个转销，两个转销都连接于中心轴上。

所述短沟槽长度大于两倍转销外径。