一种开窗侧钻试验装置的制作方法

1.本发明涉及开窗侧钻试验技术领域，尤其涉及一种开窗侧钻试验装置。


背景技术：

2.开窗侧钻作为井下作业大修的主要工艺措施，能够使油井恢复生产，有利于提高开发效果，提高油井利用率，同时可节约钻井费用和地面建设费用。随着油气开发向着深井高压等方面发展，尤其是在深井厚壁高强度套管以及高研磨性地层现场施工过程中，常规的开窗侧钻技术存在开窗铣锥和斜向器磨损严重、消耗数量多、进尺缓慢甚至开窗失败等诸多问题，开窗成功率和施工效率低，不利于降低侧钻井的施工成本。
3.因此需要在实际工程中开窗侧钻作业之前利用试验方式模拟开窗侧钻，对侧钻工具以及侧钻方法进行测试，确保实际工程中开窗侧钻的成功率，但是，目前并没有利用于开窗侧钻试验的装置。
4.因此，亟需一种开窗侧钻试验装置，以解决以上问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种开窗侧钻试验装置，能够在实际工程中的开窗侧钻作业之前利用试验方式模拟开窗侧钻，对侧钻工具以及侧钻方法进行测试，确保实际工程中开窗侧钻的成功率。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种开窗侧钻试验装置，包括模拟箱体、套管以及管内导向机构，所述模拟箱体内部开设浇筑腔，所述浇筑腔被配置为浇筑混凝土，形成模拟土体；所述套管贯穿所述模拟箱体；所述管内导向机构安装于所述套管中，包括斜向器，所述斜向器转动设置于所述套管中，所述斜向器的一端设置斜面，所述斜面朝向所述套管的开口。
8.可选地，所述模拟箱体包括箱盖板、箱底板和多个箱侧板，所述箱盖板、所述箱底板和多个所述箱侧板围设形成所述浇筑腔。
9.可选地，还包括底部固定件，所述底部固定件固连于所述箱底板，所述套管的端部固连于所述底部固定件。
10.可选地，所述箱盖板开设第一安装孔，所述套管穿设于所述第一安装孔。
11.可选地，所述第一安装孔的直径大于所述套管的外径，所述混凝土能够从所述第一安装孔的孔壁和所述套管之间浇筑入所述浇筑腔，形成模拟土体。
12.可选地，还包括封装机构，所述封装机构包括封装盖，所述封装盖开设第二安装孔，所述封装盖封盖所述第一安装孔，所述套管穿设于所述第二安装孔。
13.可选地，所述封装机构还包括密封块，所述密封块固连于所述封装盖，当所述封装盖封盖所述第一安装孔时，所述密封块能够封堵所述第一安装孔的孔壁与所述套管之间的空隙。
14.可选地，所述封装盖开设第一紧固孔，所述箱盖板开设第二紧固孔，紧固件穿设于
所述第一紧固孔和所述第二紧固孔。
15.可选地，所述管内导向机构还包括调整管节，所述调整管节连接于所述斜向器，转动所述调整管节，能够带动所述斜向器转动。
16.可选地，所述管内导向机构还包括连接体，所述连接体安装于所述调整管节的端部，能够限制所述调整管节的转动。
17.本发明的有益效果：
18.本发明提供的开窗侧钻试验装置包括模拟箱体、套管以及管内导向机构，模拟箱体的浇筑腔被配置为浇筑混凝土，形成模拟土体，模拟箱体为混凝土提供固结空间，且能够保证模拟土体的稳定性。套管贯穿模拟箱体，管内导向机构安装于套管中，管内导向机构中的斜向器转动设置于该套管中，斜向器的一端设置斜面，为开窗侧钻工具提供导向作用。该开窗侧钻试验装置能够在实际工程中的开窗侧钻作业之前利用试验方式模拟开窗侧钻，对侧钻工具以及侧钻方法进行测试，确保实际工程中开窗侧钻的成功率。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的开窗侧钻试验装置的结构示意图。
20.图中：
21.100、模拟箱体；110、模拟土体；120、箱盖板；130、箱底板；140、箱侧板；
22.200、套管；
23.300、管内导向机构；310、斜向器；320、调整管节；330、连接体；
24.400、底部固定件；
25.500、封装机构；510、封装盖；520、密封块。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
30.图1示出本发明实施例提供的开窗侧钻试验装置的结构示意图，参照图1，本实施例提供的开窗侧钻试验装置包括模拟箱体100、套管200以及管内导向机构300。套管200贯穿模拟箱体100。管内导向机构300安装于套管200中。
31.具体地，模拟箱体100内部开设浇筑腔，该浇筑腔被配置为浇筑混凝土，混凝土能够在该浇筑腔中固结，形成模拟土体110。可以根据实际钻井位置的土层结构以及硬度特点，形成不同硬度的模拟土体110，为多种工况的开窗侧钻提供试验基础。
32.再为具体地，该模拟箱体100包括箱盖板120、箱底板130和多个箱侧板140，箱盖板120、箱底板130和多个箱侧板140围设形成浇筑腔。本实施例中，箱底板130和多个箱侧板140固定连接，箱盖板120与多个箱侧板140可拆卸连接，方便试验完成后拆除，便于模拟箱体100与模拟土体110的分离，使该模拟箱体100能够多次重复利用。
33.继续参照图1，该箱盖板120开设第一安装孔，套管200穿设于第一安装孔。
34.具体地，该第一安装孔的直径大于套管200的外径，该第一安装孔的孔壁和套管200之间留有间隙，混凝土能够从第一安装孔的孔壁和套管200之间的间隙浇筑入浇筑腔，固结后形成模拟土体110。由于该第一安装孔直径设置较大，能够适用于多种外径尺寸的套管200，使该开窗侧钻试验装置能够适应多种套管尺寸以及套管多样化的需求.
35.再为具体地，套管200外壁需要进行防粘涂层处理，防止混凝土固结时套管200和模拟土体110粘结牢靠，无法再次利用。
36.继续参照图1，该开窗侧钻试验装置还包括底部固定件400，该底部固定件400固连于箱底板130，套管200的端部固连于底部固定件400。该底部固定件400能够为套管200提供支撑限位的作用。本实施例提供的底部固定件400是一个固定架，该固定架包括多个连接腿和一个支撑面板，该支撑面板与箱底板130相互平行间隔设置，通过多个连接腿固连于箱底板130，该支撑面板能够支撑套管200。除本实施例提供的固定架，该底部固定件400可以选择任意能够安装于箱底板130并且为套管200提供支撑限位作用的结构。
37.本实施例提供的开窗侧钻试验装置还包括封装机构500，该封装机构500包括封装盖510，该封装盖510开设第二安装孔，封装盖510封盖第一安装孔，套管200穿设于第二安装孔。
38.具体地，封装机构500还包括密封块520，该密封块520固连于封装盖510的内部，当封装盖510封盖第一安装孔时，密封块520能够封堵第一安装孔的孔壁与套管200之间的空隙。该密封块520具体可以选择橡胶密封环，其厚度以能够安装至第一安装孔的孔壁与套管200之间的空隙并不产生泄露为准。
39.再为具体地，封装盖510开设第一紧固孔，箱盖板120开设第二紧固孔，紧固件穿设于第一紧固孔和第二紧固孔，能够将封装盖510安装至箱盖板120上。
40.继续参照图1，该管内导向机构300包括斜向器310，该斜向器310转动设置于套管200中，斜向器310的一端设置斜面，该斜面朝向套管200的开口。斜向器310转动能够改变该斜面朝向方向，可根据实际试验要求改变斜面朝向，为开窗侧钻工具如铣锥，提供不同方向的导向，便于进行不同方向的开窗侧钻试验。
41.具体地，该管内导向机构300还包括调整管节320，该调整管节320连接于斜向器
310的底部，转动调整管节320，能够带动斜向器310转动。根据试验需要，转动调整管节320，使斜向器310的斜面朝向目标方向。
42.再为具体地，当斜向器310的斜面转动朝向目标方向后，为了防止开窗侧钻试验过程中开窗侧钻工具偏移，管内导向机构300还包括连接体330，该连接体330安装于调整管节320的端部，能够限制调整管节320的转动。该连接体330的一端能够卡装于调整管节320的下端，另一端能够卡装于底部固定件400。
43.更为具体地，本实施例提供的调整管节320的下端内部设置多个第一凹槽，多个第一凹槽之间的间隔相同且沿调整管节320的周向设置。底部固定件400的支撑面板上设置过孔，该过孔正对调整管节320的下端，设置多个第二凹槽，多个第二凹槽之间的间隔相同且沿该过孔的周向设置。该连接体330具体可以是带有若干凸起结构的棒状连接体，将该连接体330穿设于底部固定件400上的过孔以及调整管节320中，将多个凸起结构一一对应地插设于多个第一凹槽和多个第二凹槽中，将调整管节320固定，此时斜向器310的斜面的朝向方向固定，能够在开窗侧钻过程中为开窗侧钻工具提供稳定的导向作用。
44.除上述设置调整管节320以及连接体330的方案，如果斜向器310自身具有悬挂锚定功能，可不连接调整管节320以及连接体330，在开窗侧钻工序前将斜向器310下入套管200并定向座挂即可。
45.开窗侧钻作业时先下入铣锥，打开泵循环。根据工艺要求调整开窗钻压、扭矩以及循环排量等数据，并记录参数及实施效果和进尺效率。根据实施效果以及进尺效率拟定参数优化方案，并记录对比相关参数下的有关开窗侧钻情况。
46.在开窗侧钻作业过程中，循环液体携带开窗碎屑从套管200上部返出。开窗侧钻作业结束时，快速拆除箱盖板120、封装机构500以及底部固定件400后，可将斜向器310、调整管节320、连接体330、套管200依次取出，观察窗口形状及斜向器310的磨损情况，也可以根据需要进一步拆卸观察检测。
47.通过对实际的开窗工具磨损情况、效率以及参数的对比，不断优化工具结构和相关工艺参数，达到提速提效、降低成本的目的。
48.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种开窗侧钻试验装置，其特征在于，包括：模拟箱体(100)，所述模拟箱体(100)内部开设浇筑腔，所述浇筑腔被配置为浇筑混凝土，形成模拟土体(110)；套管(200)，所述套管(200)贯穿所述模拟箱体(100)；管内导向机构(300)，所述管内导向机构(300)安装于所述套管(200)中，包括斜向器(310)，所述斜向器(310)转动设置于所述套管(200)中，所述斜向器(310)的一端设置斜面，所述斜面朝向所述套管(200)的开口。2.根据权利要求1所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述模拟箱体(100)包括箱盖板(120)、箱底板(130)和多个箱侧板(140)，所述箱盖板(120)、所述箱底板(130)和多个所述箱侧板(140)围设形成所述浇筑腔。3.根据权利要求2所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，还包括底部固定件(400)，所述底部固定件(400)固连于所述箱底板(130)，所述套管(200)的端部固连于所述底部固定件(400)。4.根据权利要求2所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述箱盖板(120)开设第一安装孔，所述套管(200)穿设于所述第一安装孔。5.根据权利要求4所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述第一安装孔的直径大于所述套管(200)的外径，所述混凝土能够从所述第一安装孔的孔壁和所述套管(200)之间浇筑入所述浇筑腔，形成模拟土体(110)。6.根据权利要求4所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，还包括封装机构(500)，所述封装机构(500)包括封装盖(510)，所述封装盖(510)开设第二安装孔，所述封装盖(510)封盖所述第一安装孔，所述套管(200)穿设于所述第二安装孔。7.根据权利要求6所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述封装机构(500)还包括密封块(520)，所述密封块(520)固连于所述封装盖(510)，当所述封装盖(510)封盖所述第一安装孔时，所述密封块(520)能够封堵所述第一安装孔的孔壁与所述套管(200)之间的空隙。8.根据权利要求6所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述封装盖(510)开设第一紧固孔，所述箱盖板(120)开设第二紧固孔，紧固件穿设于所述第一紧固孔和所述第二紧固孔。9.根据权利要求1-8任一项所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述管内导向机构(300)还包括调整管节(320)，所述调整管节(320)连接于所述斜向器(310)，转动所述调整管节(320)，能够带动所述斜向器(310)转动。10.根据权利要求9所述的开窗侧钻试验装置，其特征在于，所述管内导向机构(300)还包括连接体(330)，所述连接体(330)安装于所述调整管节(320)的端部，能够限制所述调整管节(320)的转动。

技术总结
本发明属于开窗侧钻试验技术领域，公开了一种开窗侧钻试验装置，包括模拟箱体、套管以及管内导向机构，模拟箱体内部开设浇筑腔，浇筑腔被配置为浇筑混凝土，形成模拟土体；套管贯穿模拟箱体；管内导向机构安装于套管中，包括斜向器，斜向器转动设置于套管中，斜向器的一端设置斜面，斜面朝向套管的开口。该开窗侧钻试验装置能够在实际工程中的开窗侧钻作业之前利用试验方式模拟开窗侧钻，对侧钻工具以及侧钻方法进行测试，确保实际工程中开窗侧钻的成功率。的成功率。的成功率。


技术研发人员：邓旭 高玮 夏泊洢 白冬青 董伟 何军 张殊豪 翟士博 王馨萍 王宝峰 张振华 张铁铭 张辉 杨杰 胡可能 胡靖 李苗 关键 靳树忠 唐亮 杨帆 罗军 许小峰
受保护的技术使用者：中国石油集团长城钻探工程有限公司
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2023/9/13