石油多分支井膨胀管分叉结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种石油多分支井膨胀管分叉结构及施工方法。包括主干部分和分支部分。主干部分包括裸眼、水泥、套管、膨胀管分叉、导斜器、钻头、钻杆、管接头、喇叭口。分支部分包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺母、封底、皮碗、密封圈、胶塞体、卡簧、引鞋、注浆口。本发明专利技术借用石油膨胀管优异的可塑性和可焊性，为石油工程的分支、悬挂、封隔和设计施工给出全新理念，提出在管柱下井前预制膨胀管分叉和预置导斜器，经过压力整形下井，在井下定向撑开分叉恢复原形，同时利用扩径进行膨胀封隔、借助膨胀实施密封悬挂，这样可简易稳妥地获得优异六级多分支井。另外本发明专利技术分叉焊缝符合双圆柱相贯线原理，结构简单易于加工，系列技术大大简化了分支钻井设计和完井施工过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油井型技术，特别是一种。
技术介绍
目前国际推崇石油分支井的两个主要理由是增加采油产量和节省采油占地空间，实际它对充分利用石油资源具有更大价值，首当其冲的是能解决多分散和低渗透特点油田采油问题，国际低渗透油田开采比例在不断增加，目前在中国基本已达到50%。对这类油田单一推广水平井增产并不那么奏效；另外不分场合推广压裂和注水，破坏油层自然状态，虽然短时间有点收获，但长远会造成不良后果。于是人们提出设想，像编织稠密叶脉一样、使各处都通达流畅，这样将孤立的垂直竖井改造成连通油藏三维化的分支通道，分支井就是这种模式的第一步，它即解决了海洋石油平台空间利用率问题，又能提高内陆油田单井产量，特别对低渗透多分散区块油田资源的合理利用具有更重要的现实意义。 石油分支井本身构造也很复杂，根据K. K. Waddell定义，通常石油分支井完井级别，按主干完井、分支完井和主干与分支连接完井的特点，分为一、二、三、四、五、六级，分别列入图1中并说明如下 —级分支完井主干裸眼完井、分支裸眼完井、连接裸眼完井； 二级分支完井主干套管注浆完井、分支筛管裸眼完井、连接裸眼完井； 三级分支完井主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接裸眼完井； 四级分支完井主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接注浆完井； 五级分支完井主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接套管封隔密封完井； 六级分支完井主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接套管分叉注浆密封完井。 考察上述所列石油分支井的实际，工程难点在六级、六级难点在连接，连接难点在 分叉(油田俗称裤衩制作)。专利CN200510107938. 4采用内环定位和机械座封，代表了一 般机械式分叉的特点，其问题是縮小采油空间、密封不可靠、几乎100%耐压不足或发生泄 漏、施工过于复杂、工程失误或毁井风险大，至今为止石油六级分支井仍是完井工程关键难 题，为此本专利技术提出采用膨胀管分叉的稳妥解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种。本专利技术借用石油膨胀管优异的可塑性和可焊性，在管柱下井前预制折叠分叉和预置造斜器，下井后定 向定位撑开膨胀管分叉，获得优异六级多分支井。本专利技术分叉焊缝符合双圆柱相贯线原理，结构简明设计合理；装置材料可塑性好易于成型，同时拥有良好可焊性，稳定可靠的保证密 封；井上预制分叉和预置造斜器简化了结构设计，尺寸精确相互位置配合紧密，可以稳妥保 证施工质量，大大简化井下施工过程。 本专利技术提供的石油多分支井膨胀管分叉结构包括主干部分和分支部分。 主干部分包括裸眼、水泥、套管、膨胀管分叉、导斜器、钻头、钻杆、管接头、喇叭口。所述的套管位于裸眼中心部位，套管之间通过管螺纹互相连接，套管与裸眼之间充填水泥。套管短截侧开有斜窗孔，分支膨胀管上端口焊在套管短截斜窗孔上，分支膨胀管下端有直径稍粗的喇叭口 ，组成膨胀管分叉。下井前在套管短截内斜窗孔同高度上安装导斜器，使导斜器上部斜面的下缘与斜窗孔下缘相重合。 所述的分支膨胀管是由膨胀管制造的。套管短截和分支膨胀管的焊缝的几何轨迹 是等直径双圆柱的相贯线，其相贯曲线分别处在两个平面之内。沿该平面交线投影，则上述 两个相贯线曲线的投影成为两条直线，分别是套管短截和分支膨胀管相邻轮廓线的角平分 线。 所述的分支部分包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺母、封底、皮碗、密封圈、胶塞体、卡簧、引鞋、注浆口。膨胀管尾管上端悬挂在分支膨胀管末端的喇叭口内，其下部保持原来方向或逐步改变方向，下端螺纹连接引鞋，引鞋下底和旁侧有注浆孔。封底在引鞋上部，封底与膨胀管尾管以螺纹连接。封底中央有中间孔，中央孔底部有胶塞定位台阶，中央孔内有胶塞密封。所述的胶塞由皮碗、密封胶圈、胶塞体和卡簧组成。胶塞卡簧落入中间孔卡簧槽内弹开，卡住胶塞固定胶塞位置，防止注浆时被顶起向上抬。 具有膨胀管分叉的多分支井由一个主干和两个以上分支组成，多分支施工是自上而下进行的，借助钻杆提出上分支部分胀头和导斜器，然后进行下分支部分的施工。 所述的膨胀管尾管是由膨胀管制造的。采用先注浆固井，后膨胀压实工艺。 本专利技术提出的一种石油多分支井膨胀管分叉结构的施工方法包括的步骤 l)，制造膨胀管分叉下井之前，在套管短截上预先按相贯曲线切出斜窗孔，同时切出分支膨胀管的相贯曲线端口 ，将分支膨胀管端口焊至套管短截斜窗孔上，形成膨胀管分叉； 2)，预装导斜器在地面将导斜器装入膨胀管分叉的套管短截内，并使导斜器导斜 面与分支膨胀管方向对位，并相对套管短截固定导斜器，形成导斜分叉装配体； 3)，导斜分叉装配体造形，即将分叉管压靠贴在套管短截外表面。经过圆槽形模具 下压，其套管部分由于内装导斜器，它的圆柱外形未变，而其旁侧膨胀管支叉发生塑变，被 压靠，贴在套管短截外表面。如图2上右所示，两管截面自上而下有三种情况A位置两截 面之间不连通，外部连接；B位置两截面之间完全连通；C位置两截面之间完全不连通。 4)，套管管柱下井用陀螺仪给膨胀管分叉定向，按设计上下顺序和位置连接套管 与整形造斜分叉装配体； 5)，分步下钻膨胀管分叉整形，钻头向下借助导斜器的导向作用，向前推压、捅开 贴服的膨胀管分叉，像手臂伸入袖筒一样，完全张开分支膨胀管、恢复塑变前原形； 6)，钻取分支裸眼及扩孔； 7)，用钻杆下膨胀管尾管，其中包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺 母、封底、引鞋和注浆口 ； 8)，分支管注浆固井，压送胶塞密封封底，蹩压启动胀头扩张膨胀管，进行尾管悬 挂； 9)，取出导斜器继续施工下部分支 10)，通过钻杆向主干套管外侧注浆，系统工程打压验收。 本专利技术提供的石油多分支井膨胀管分叉结构和施工方法是借用石油膨胀管优异 的可塑性和可焊性，在管柱下井前预制折叠分叉和预置造斜器，下井后定向定位撑开膨胀 管分叉，获得优异六级多分支井。本专利技术分叉焊缝符合双圆柱相贯线原理，结构简明设计合 理；装置材料可塑性好易于成型，同时拥有良好可焊性，稳定可靠的保证密封；井上预制分 叉和预置造斜器简化了结构设计，尺寸精确相互位置配合紧密，可以稳妥保证施工质量，大 大简化井下施工过程。附图说明 图1是已有石油分支井完井级别示意图。 图2是本专利技术石油多分支井膨胀管分叉结构示意图。具体实施例方式本专利技术参照附图详细说明如下 如图2所示，本专利技术的组成为裸眼1，套管2，钻杆3，水泥4，管接头5，导斜器6，膨胀管分叉7，喇叭口 8，胀头9，密封垫组10，固定螺母11，膨胀管尾管12，扶正器13，封底14，皮碗15，密封圈16，卡簧17，胶塞体18，注浆口 19，引鞋20，钻头21。 本专利技术石油多分支井膨胀管分叉结构包括主干部分和分支部分 主干部分包括裸眼1、套管2、钻杆3、水泥4、管接头5、导斜器6、膨胀管分叉7、喇叭口 8、钻头21 ; 裸眼1是指钻通岩土的孔眼裸眼。套管2位于裸眼1的中心部位，套管2之间通 过螺纹管接头互相连接，套管2与裸眼1之间充填水泥4。套管短截侧开有斜窗孔，膨胀管 分叉7焊在套管短截斜窗孔上。下井前装好导斜器6，在套管短截内侧斜窗孔同高度安装导 斜器6，使导斜器6的导斜面下缘与斜窗孔下缘相重合。下井前在套管短截上预先按相贯曲 线切出斜窗孔，同时切出分支膨胀管的相贯曲线上端口。 下井本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油多分支井膨胀管分叉结构，其特征在于它包括主干部分和分支部分；主干部分包括裸眼、水泥、套管、膨胀管分叉、导斜器、钻头、钻杆、管接头、喇叭口；所述的套管位于裸眼中心部位，套管之间通过管螺纹互相连接，套管与裸眼之间充填水泥；套管短截侧开有斜窗孔，分支膨胀管上端口焊在套管短截斜窗孔上，分支膨胀管下端有直径稍粗的喇叭口，组成膨胀管分叉；下井前在套管短截内斜窗孔同高度上安装导斜器，使导斜器上部斜面的下缘与斜窗孔下缘相重合；所述的分支部分包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺母、封底、皮碗、密封圈、胶塞体、卡簧、引鞋、注浆口；膨胀管尾管上端悬挂在分支膨胀管末端的喇叭口内，其下部保持原来方向或逐步改变方向，下端螺纹连接引鞋，引鞋下底和旁侧有注浆孔；封底在引鞋上部，封底与膨胀管尾管以螺纹连接；封底中央有中间孔，中央孔底部有胶塞定位台阶，中央孔内有胶塞密封；所述的胶塞由皮碗、密封胶圈、胶塞体和卡簧组成；胶塞卡簧落入中间孔卡簧槽内弹开，卡住胶塞固定胶塞位置。

【技术特征摘要】
一种石油多分支井膨胀管分叉结构，其特征在于它包括主干部分和分支部分；主干部分包括裸眼、水泥、套管、膨胀管分叉、导斜器、钻头、钻杆、管接头、喇叭口；所述的套管位于裸眼中心部位，套管之间通过管螺纹互相连接，套管与裸眼之间充填水泥；套管短截侧开有斜窗孔，分支膨胀管上端口焊在套管短截斜窗孔上，分支膨胀管下端有直径稍粗的喇叭口，组成膨胀管分叉；下井前在套管短截内斜窗孔同高度上安装导斜器，使导斜器上部斜面的下缘与斜窗孔下缘相重合；所述的分支部分包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺母、封底、皮碗、密封圈、胶塞体、卡簧、引鞋、注浆口；膨胀管尾管上端悬挂在分支膨胀管末端的喇叭口内，其下部保持原来方向或逐步改变方向，下端螺纹连接引鞋，引鞋下底和旁侧有注浆孔；封底在引鞋上部，封底与膨胀管尾管以螺纹连接；封底中央有中间孔，中央孔底部有胶塞定位台阶，中央孔内有胶塞密封；所述的胶塞由皮碗、密封胶圈、胶塞体和卡簧组成；胶塞卡簧落入中间孔卡簧槽内弹开，卡住胶塞固定胶塞位置。2. 按照权利要求1所述的石油多分支井膨胀管分叉结构，其特征在于所述的膨胀管分 叉是由套管短截和分支膨胀管焊接的，其焊缝几何轨迹是等直径双...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文西，陈志仪，陈玉如，刘祖林，
申请(专利权)人：刘文西，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]