径向钻井技术也可称为超短半径径向水平井技术,为稠油、超低渗透等油气藏的开采提供了一种经济有效的开发方式。该技术分为套管开窗和径向水平钻进两个阶段,套管开窗为径向水平钻进以及地层流体流入井筒提供了通道,为了提高套管开窗的效率和适用性,保证径向水平钻进作业的顺利进行,本文对套管开窗工具进行了如下几个方面的设计与研究:(1)设计套管开窗方案。针对目前套管开窗工具所出现的问题和不足,设计套管开窗新方案,完成对各部分部件如连续油管、万向接头、液压马达、开窗钻头、锚定器的选型以及对转向器结构的设计。(2)转向器轨迹的设计和优化。通过有限元软件ABAQUS对高压软管通过转向器滑道时的转向阻力研究和分析,研究了转向半径、导弯半径、导弯偏角等参数对转向阻力的影响规律,设计了较优的转向器滑道轨迹,较大程度的降低转向阻力,从而减小对喷嘴自进力的消耗,从而可以提高最大水平进尺,从而提升工艺的增产效果。(3)钻压和转速的匹配和优化。进行切削加工的力学分析,分析切削力和切削速度对开孔工艺的影响,以此为根据优化工艺的作业参数,选择合理的开窗作业钻压和转速,完成对马达的选型、注入排量的选择等,使得各项作业参数均处于较优水平。(4)方案的可行性研究。通过室内的初步试验,验证了设计方案的可行性,同时对于试验过程中暴露的问题进行进一步完善。