一种分支井工具系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种分支井工具系统及方法。所述分支井工具系统包括大通径可定向式锚定器、可回收式斜向器、回插式空心斜向器、窗口连接器、大通径尾管悬挂封隔器、分支井眼导向器和主支井眼导向器；大通径可定向式锚定器能分别与可回收式斜向器和回插式空心斜向器配合；可回收式斜向器的顶部能与开窗侧钻工具组合配合；回插式空心斜向器的顶部与窗口连接器配合；窗口连接器能与主支井眼导向器和分支井眼导向器配合；大通径尾管悬挂封隔器与窗口连接器连接，然后依次与旋转接头、尾管、止塞箍、浮箍、回接密封筒和浮鞋形成尾管管柱结构。采用大通径可定向式锚定器作为基础，一次定向坐挂后，即可作为后续其他工具的锚定基础和导向基础，简化了现场作业。

【技术实现步骤摘要】
一种分支井工具系统及方法
本专利技术涉及一种分支井工具系统及方法，属于钻完井

技术介绍
分支井是在一个主井眼内钻出多个分支，实现单井对多个储层的开发，可有效提升单井动用储量，是增加单井产能的有效手段。按照井筒完整性以及作业难易程度，将分支井技术分为六个级别，其中四级及以上的分支井需要在套管内实现侧钻，通过专用井下工具来实现分支井眼的机械连接、可重入性和水力密封性，此专门的工具和工艺称为分支井系统。以往的分支井系统作业趟数多、通径小，应用条件受限。因此，研究一种操作简便、可实现大通径的分支井工具是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分支井工具系统及方法，能够满足4级分支井要求，并为实现5级分支井提供井筒基础。本专利技术所提供的分支井工具系统，包括大通径可定向式锚定器、可回收式斜向器、回插式空心斜向器、窗口连接器、大通径尾管悬挂封隔器、分支井眼导向器和主支井眼导向器；所述大通径可定向式锚定器能分别与所述可回收式斜向器和所述回插式空心斜向器配合；所述可回收式斜向器的顶部能与开窗侧钻工具组合配合；所述回插式空心斜向器的顶部与所述窗口连接器配合；所述窗口连接器能与所述主支井眼导向器和所述分支井眼导向器配合；所述大通径尾管悬挂封隔器与所述窗口连接器连接，然后依次与旋转接头、尾管、止塞箍、浮箍、回接密封筒和浮鞋形成尾管管柱结构。上述的分支井工具系统中，所述可回收式斜向器通过送入销钉与所述开窗侧钻工具组合连接；所述可回收式斜向器底部的弧形定向键与所述大通径可定向式锚定器顶部的弧形定向槽配合，并通过剪切销钉连接。上述的分支井工具系统中，所述回插式空心斜向器底部的弧形定向键与所述大通径可定向式锚定器顶部的弧形定向槽配合。上述的分支井工具系统中，所述大通径可定向式锚定器坐于主支井眼套管内，为所述可回收式斜向器和所述回插式空心斜向器提供支撑，其底部为液压卡瓦机构，坐挂后可承受轴向拉力和压力，以及周向扭矩；液压卡瓦机构通过高压软管与铣锥连接，井口对管柱施加的液压压力可通过高压软管传递至液压卡瓦机构，驱动卡瓦完成坐挂。所述大通径尾管悬挂封隔器采用楔入扩张式薄壁胶筒实现主井眼环空的密封，通过采用大通径尾管悬挂封隔器，保证了后续分支井眼的下部完井作业可以采用常规井下工具完成。上述的分支井工具系统中，所述回插式空心斜向器的顶部为筒状结构，内侧设有螺旋定位槽，用于与所述窗口连接器顶部的导向凸台配合，实现自动定向和悬挂；所述回插式空心斜向器的中部为斜面式空心结构，其通径尺寸小于尾管引鞋外径，在下尾管作业时可用于引导尾管进入分支井眼；所述回插式空心斜向器的底部设有锁定爪，所述锁定爪可与所述大通径可定向式锚定器上部的锁定槽配合，防止在上提力作用下自所述大通径可定向式锚定器内解脱。上述的分支井工具系统中，所述窗口连接器的上部为筒状结构，内部设有弹性爪槽、防扭槽和上密封面；所述弹性爪槽用于锁定主、分支井眼导向器，为主、分支井眼导向器提供轴向支撑，所述防扭槽用于锁定主、分支井眼导向器上部，为主、分支井眼导向器上部提供周向支撑，所述上密封面用于配合主、分支井眼导向器上部密封圈，实现对窗口的上部密封；所述窗口连接器的中部为窗口段，下入到位后，所述窗口段与主井眼配合，构成一个上下贯通的主井筒；所述窗口连接器的下部为筒状结构，内部设有下密封面、防扭键和导向定位槽；所述下密封面用于配合主、分支井眼导向器下部密封圈，实现对窗口的下部密封；所述防扭键用于锁定主、分支井眼导向器下部，为主、分支井眼导向器下部提供周向支撑；所述导向定位键用于配合主、分支井眼导向器下部导向槽，为主、分支井眼导向器提供导向定位和轴向支撑。上述的分支井工具系统中，所述主支井眼导向器用于密封分支井眼窗口，并为工具重入主支井眼提供引导；所述主支井眼导向器的上部外侧设有弹性爪、抗扭键和密封圈，分别与所述窗口连接器的上部的所述弹性爪槽、所述防扭槽和所述上密封面配合；所述主支井眼导向器的中部为斜坡面设计，用于机械封隔分支井眼窗口；所述主支井眼导向器的下部外侧设有密封圈、抗扭槽和导向键，分别与所述窗口连接器的下部的所述下密封面、所述防扭槽和所述弹性爪槽配合。上述的分支井工具系统中，所述分支井眼导向器用于密封主支井眼窗口，并为工具重入分支井眼提供引导；所述分支井眼导向器的上部外侧设有弹性爪、抗扭键和密封圈，分别与所述窗口连接器的上部的所述弹性爪槽、所述防扭槽和所述上密封面配合；所述分支井眼导向器的中部为盲管设计，用于机械封隔主支井眼窗口；所述分支井眼导向器的下部外侧设有密封圈、抗扭槽和导向键，分别与所述窗口连接器的下部的所述下密封面、所述防扭槽和所述弹性爪槽配合。利用所述分支井工具系统进行分支井钻井的方法，包括如下步骤：1)主支井眼下部完井作业结束后，下入主井眼封堵工具，并依次连接所述大通径可定向式锚定器、可回收式斜向器、开窗侧钻工具组合、井下定向工具和钻杆；采用所述井下定向工具调整所述可回收式斜向器至预定方位后，所述钻杆打压坐挂所述大通径可定向式锚定器，然后使所述开窗侧钻工具组合与所述可回收式斜向器脱开，下钻，开窗侧钻作业，起钻；2)下入分支井眼钻井工具组合，钻至设计井深，起钻；3)钻杆下入可回收式斜向器回收工具回收所述可回收式斜向器；4)利用空心斜向器送入工具下入所述回插式空心斜向器至所述大通径可定向式锚定器的上方，下压，将所述回插式空心斜向器坐入所述大通径可定向式锚定器的内部，投球打压脱手空心斜向器送入工具，起钻；5)钻杆下入尾管管柱至分支井眼，所述尾管管柱设有中心服务管柱，所述尾管管柱到位前，投球打压解锁所述旋转接头，下压管柱坐挂所述窗口连接器至所述回插式空心斜向器的顶部筒状结构内，打压坐挂所述大通径尾管悬挂封隔器的卡瓦，打压脱手所述大通径尾管悬挂封隔器送入及坐封工具，打压剪切止塞箍内的球座；6)尾管固井作业；上提后下压所述中心服务管柱，坐封所述大通径尾管悬挂封隔器的胶筒，上提所述中心服务管柱，回收所述分支井眼导向器；7)下钻，清理窗口处主井眼内的水泥等杂物，保证主支井眼清洁、畅通；8)下入所述分支井眼导向器至所述窗口连接器的内部；9)下钻，继续钻进分支井眼至目的深度；10)分支井眼下部完井，起钻；11)回收分支井眼导向器。通过以上步骤，窗口处主分支井眼均有套管支撑和水泥封固，下入主支井眼导向器或分支井眼导向器至窗口连接器内即可实现主支井眼或分支井眼的重入。此时，即完成4级分支井井筒构建，并可做为5级分支井井筒基础。本专利技术具有如下有益效果：1)主分支井眼通径大，便于后期井眼重入作业；2)采用空心斜向器，降低了钻井作业期间分支井眼尾管工具入井难度；3)采用大通径可定向式锚定器作为基础，一次定向坐挂后，即可作为后续其他工具的锚定基础和导向基础，简化了现场作业；4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分支井工具系统，包括大通径可定向式锚定器、可回收式斜向器、回插式空心斜向器、窗口连接器、大通径尾管悬挂封隔器、分支井眼导向器和主支井眼导向器；/n所述大通径可定向式锚定器能分别与所述可回收式斜向器和所述回插式空心斜向器配合；/n所述可回收式斜向器的顶部能与开窗侧钻工具组合配合；/n所述回插式空心斜向器的顶部与所述窗口连接器配合；/n所述窗口连接器能与所述主支井眼导向器和所述分支井眼导向器配合；/n所述大通径尾管悬挂封隔器与所述窗口连接器连接，然后依次与旋转接头、尾管、止塞箍、浮箍、回接密封筒和浮鞋形成尾管管柱结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种分支井工具系统，包括大通径可定向式锚定器、可回收式斜向器、回插式空心斜向器、窗口连接器、大通径尾管悬挂封隔器、分支井眼导向器和主支井眼导向器；
所述大通径可定向式锚定器能分别与所述可回收式斜向器和所述回插式空心斜向器配合；
所述可回收式斜向器的顶部能与开窗侧钻工具组合配合；
所述回插式空心斜向器的顶部与所述窗口连接器配合；
所述窗口连接器能与所述主支井眼导向器和所述分支井眼导向器配合；
所述大通径尾管悬挂封隔器与所述窗口连接器连接，然后依次与旋转接头、尾管、止塞箍、浮箍、回接密封筒和浮鞋形成尾管管柱结构。


2.根据权利要求1所述的分支井工具系统，其特征在于：所述可回收式斜向器通过送入销钉与所述开窗侧钻工具组合连接；
所述可回收式斜向器底部的弧形定向键与所述大通径可定向式锚定器顶部的弧形定向槽配合，并通过剪切销钉连接。


3.根据权利要求1或2所述的分支井工具系统，其特征在于：所述回插式空心斜向器底部的弧形定向键与所述大通径可定向式锚定器顶部的弧形定向槽配合。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的分支井工具系统，其特征在于：所述回插式空心斜向器的顶部为筒状结构，内侧设有螺旋定位槽，用于与所述窗口连接器顶部的导向凸台配合；
所述回插式空心斜向器的中部为斜面式空心结构，其通径尺寸小于尾管引鞋外径；
所述回插式空心斜向器的底部设有锁定爪，所述锁定爪可与所述大通径可定向式锚定器上部的锁定槽配合。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的分支井工具系统，其特征在于：所述窗口连接器的上部为筒状结构，内部设有弹性爪槽、防扭槽和上密封面；
所述窗口连接器的中部为窗口段，下入到位后，所述窗口段与主井眼配合，构成一个上下贯通的主井筒；
所述窗口连接器的下部为筒状结构，内部设有下密封面、防扭键和导向定位槽。


6.根据权利要求5所述的分支井工具系统，其特征在于：所述主支井眼导向器的上部外侧设有弹性爪、抗扭键和密封圈，分别与所述窗口连接器的上部的所述弹性爪槽、所述防扭槽和所述上密封面配合；
所述主支井眼导向器的中部为斜坡面设计，用于机械封隔分支井眼窗口；
所述主支井眼导向器的下部外侧设有密封圈、抗扭槽和导向键，分别与所述窗口连接器的下部的所述下密封面、所述防扭槽和所述弹性爪槽配合。


7.根据权利要求5或6所述的分支井工具系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，范白涛，武广瑷，刘兆年，王彬，邱浩，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11