[发明专利]一种径向水平井套管开窗试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种径向水平井套管开窗试验装置，电机上部连接有加压弹簧，下部与减速器连接，减速器下部连接扭矩测量仪，扭矩测量仪与外部显示器连接，对试验扭矩进行实时监控；扭矩测量仪下部连接柔性轴，柔性轴下端连接有开窗钻头，导向器内开有转向槽，转向槽的入口为竖直方向，出口为水平方向，导向器上部连接有油管，柔性轴穿过转向槽，套管开窗钻头与套管内壁接触，柔性轴在电机的带动下在转向槽内部旋转工作并进行套管开窗试验；加压支架上端盖穿过加压杆上端，与加压弹簧上部接触，加压螺母将上端盖压紧在加压弹簧上，实现对开窗钻头加压。本发明为径向水平井套管开窗作业提供相关的施工参数，实现安全、快速的套管开窗作业。

技术领域

本发明涉及一种径向水平井室内试验领域，特别涉及一种径向水平井套管开窗试验装置及试验方法，在进行径向水平井套管开窗室内试验过程中，对开窗相关参数如钻压、转速与扭矩进行测量与检测，并对试验参数进行优选。

背景技术

随着我国各大油田的开发进入了中后期，产量出现了明显的下降，各大油田都在采取各种措施保证产量，随着各种措施的应用，人们发现径向水平井技术在老井增产方面有着明显的作用，所以各大油田都在积极的发展径向水平井。径向水平井作业施工主要分两步：一是进行套管开窗侧钻施工作业；二是进行高压水射流施工作业。在套管开窗施工作业中，螺杆马达上部连接连续油管，下部连接万向轴，施工时万向轴转动端部刀片，切割套管。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种径向水平井套管开窗试验装置及试验方法，确定套管开窗施工操作时钻压、扭矩与转速三者之间的参数，并进行参数优选。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种径向水平井套管开窗试验装置，包括加压支架、加压弹簧、电机、减速器、油管、扭矩测量仪、导向器、柔性轴和套管，电机上部连接有加压弹簧，下部与减速器连接，减速器下部连接扭矩测量仪，扭矩测量仪与外部显示器连接，对试验扭矩进行实时监控；扭矩测量仪下部连接柔性轴，柔性轴下端连接有开窗钻头，导向器内开有转向槽，转向槽的入口为竖直方向，出口为水平方向，导向器上部连接有油管，导向器固定于套管内部，扭矩测量仪、减速器、电机位于油管内部，柔性轴从导向器的转向槽竖直入口插入，套管开窗钻头从转向槽水平出口穿出并与套管内壁接触，柔性轴在电机的带动下在转向槽内部旋转工作并进行套管开窗试验；加压支架包括加压螺母、上端盖、加压杆和下端盖，下端盖固定在套管外壁上，加压杆上端加工有螺纹，上端盖穿过加压杆上端，与加压弹簧上部接触，加压螺母将上端盖压紧在加压弹簧上，实现对开窗钻头加压。

所述电机配备有电机控制仪，调节电机转速，同时调节柔性轴开窗钻速；扭矩测量仪连接扭矩显示仪，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。

所述电机转速控制仪实现对电机的无级调速。

所述导向器通过固定螺栓固定在套管内，防止导向器轴向和周向移动

上述径向水平井套管开窗试验装置的试验方法，包括以下步骤：

1)按顺序连接组装好加压支架、加压弹簧、电机、减速器、扭矩测量仪、导向器、柔性轴和套管后，将电机、减速器、扭矩测量仪放入油管内，柔性轴进入转向槽，其端部开窗钻头接触套管；

2)通过加压支架给开窗钻头施加恒定钻压后，开启电机转速控制仪，使柔性轴以恒定速度开始旋转，同时扭矩测量仪监测实时工作扭矩，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。