[发明专利]一种径向水平井套管开窗试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种径向水平井套管开窗试验装置，其特征在于，包括加压支架(2)、加压弹簧(3)、电机(4)、减速器(5)、油管(6)、扭矩测量仪(7)、导向器(8)、柔性轴(9)和套管(10)，电机(4)上部连接有加压弹簧(3)，下部与减速器(5)连接，减速器(5)下部连接扭矩测量仪(7)，扭矩测量仪(7)与外部显示器连接，对试验扭矩进行实时监控；扭矩测量仪(7)下部连接柔性轴(9)，柔性轴(9)下端连接有开窗钻头(17)，导向器(8)内开有转向槽(12)，转向槽(12)的入口为竖直方向，出口为水平方向，导向器(8)上部连接有油管(6)，导向器固定于套管(10)内部，扭矩测量仪(7)、减速器(5)、电机(4)位于油管(6)内部，柔性轴(9)从导向器(8)的转向槽(12)竖直入口插入，套管开窗钻头(17)从转向槽(12)水平出口穿出并与套管(10)内壁接触，柔性轴(9)在电机的带动下在转向槽(12)内部旋转工作并进行套管开窗试验；加压支架(2)包括加压螺母(13)、上端盖(14)、加压杆(15)和下端盖(16)，下端盖(16)固定在套管(10)外壁上，加压杆(15)上端加工有螺纹，上端盖(14)穿过加压杆(15)上端，与加压弹簧(3)上部接触，加压螺母(13)将上端盖(14)压紧在加压弹簧(3)上，实现对开窗钻头(17)加压。

2.根据权利要求1所述径向水平井套管开窗试验装置，其特征在于，所述电机(4)配备有电机控制仪(1)，调节电机转速，同时调节柔性轴(9)开窗钻速；扭矩测量仪(7)连接扭矩显示仪，记录在不同的施工参数下套管开窗作业时的扭矩值；钻压监测仪实时监测当前钻压。

3.根据权利要求2所述径向水平井套管开窗试验装置，其特征在于，所述电机转速控制仪(1)实现对电机的无级调速。

4.根据权利要求1所述径向水平井套管开窗试验装置，其特征在于，所述导向器(8)通过固定螺栓(11)固定在套管(10)内，防止导向器(8)轴向和周向移动。

5.如权利要求1-4任一项所述径向水平井套管开窗试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按顺序连接组装好加压支架(2)、加压弹簧(3)、电机(4)、减速器(5)、扭矩测量仪(7)、导向器(8)、柔性轴(9)和套管(10)后，将电机(4)、减速器(5)、扭矩测量仪(7)放入油管(6)内，柔性轴(9)进入转向槽(12)，其端部开窗钻头接触套管(10)；

2)通过加压支架(2)给开窗钻头施加恒定钻压后，开启电机转速控制仪，使柔性轴(9)以恒定速度开始旋转，同时扭矩测量仪(7)监测实时工作扭矩，开始套管开窗作业；

3)套管开窗试验结束后，可以调节转向槽(12)出口方位或位置，并调整相关试验参数，重新进行套管开窗试验；

4)试验结束后，根据试验结果对施工参数进行优选，为现场施工提供操作依据。