一种水平井井下连通器及作业方法与流程

本发明涉及完井工具领域中的一种水平井井下连通器及作业方法。

背景技术：

连通井是开采地下卤水、煤层、地热等资源的重要手段，目前连通井以水平井与直井对接为主，这种模式的连通井只能做到两井的地层通道连接，无法实现完井管柱之间的直接连接，因此存在地层出砂影响生产、连通性差、地层垮塌及连通失败等问题。

中国专利cn206246093u公开了《一种油套连通器》。主要解决现有接油装置动用设备多、操作复杂、工作量大、不安全和防污染效果差的问题。其技术方案是：上接头与下接头连接有外筒，外筒内置有内套，外筒壁上部有泄油孔，泄油孔下外筒壁上有长条孔，长条孔内连接有支撑块，支撑块上横向连接有刀口销，刀口销带有凹槽一端置于刀口内，刀口置于内套外壁的凹槽内，内套外凹槽内有密封圈。但是该油套连通器仍然不能有效解决水平井与直井管柱对接的问题。

连通水平井是一种新的连通井模式，通过两口水平井在地层中直接连通对接，可以获得更好的连通效果。实现水平井连通井两个完井管柱的对接，可以有效解决地层出砂、地层垮塌带来的问题，为后期生产及维护提供便利。

技术实现要素：

针对目前水平井连通井对接工具欠缺的情况，本发明提出了一种水平井井下连通器，以解决水平井连通井井下管柱的刚性连接与密封，可避免地层出砂、地层垮塌等问题对水平井连通井带来的不良影响；本发明还涉及应用该工具实现水平井连通作业的方法。

本发明的技术方案之一是一种水平井井下连通器，包括连通器母接头和连通器公接头；

所述连通器母接头包括上接头、外套、密封套、引鞋塞；其中，连通器母接头的上接头上部有连接螺纹，外套位于上接头下部，密封套密封固定在外套内部，上接头和密封套为中空结构，引鞋塞密封固定在外套下部，并对上接头和密封套为中空结构进行封堵，引鞋塞为可溶材质；

所述连接器公接头包括连接头和插头；其中，连接头上部有连接螺纹，插头与连接头为中空结构，插头下部封堵、周向设有循环空，插头密封固定连接头下部；

所述连通器母接头密封套与所述连接器公接头的插头构成轴向插接密封配合，所述连通器母接头与连接器公接头构成轴向锁定配合。

本发明的技术方案之二是上述利用水平井井下连通器的作业方法，包括：

在水平井连通井第一个井眼a完钻后，在完井管柱a底部安装连通器母接头，将完井管柱a下入至预定位置；

连通器母接头上的引鞋塞在钻井液中溶解，引鞋塞完全溶解后完井管柱a进入待对接状态；

在水平井连通井第二个井眼b完钻并实现与井眼a间连通后，在完井管柱b底部安装连通器公接头；

下入完井管柱b，在完井管柱b准备进行对接前上提管柱，记录完井管柱b原始上提悬重，之后继续下入完井管柱b进行对接；

使连通器公接头的插头插入完井管柱a底部连通器母接头的密封套内，同时连通器母接头与连通器公接头实现对接锁定；

上提完井管柱b超过原始上提悬重，管柱悬重继续增加则说明连通器对接成功，形成完井管柱c。

本发明关于第一种水平井井下连通器的进一步优化方案包括：

所述连通器母接头与连接器公接头是通过设置在外套和插头接触面上的卡簧和卡簧槽构成轴向锁定配合。

所述引鞋塞通过卡簧连接固定在外套下部。

所述密封套内设有耐磨密封层。

所述密封套的耐磨密封层为硫化橡胶层。

所述上接头与外套、连接头与插头均为通过螺纹连接的分体组合机构。

所述上接头与外套螺纹连接处设有密封件。

本发明针对水平井井下连通器的进一步优化方案的作业方法，包括：

在水平井连通井第一个井眼a完钻后，在完井管柱a底部安装连通器母接头，将完井管柱a下入至预定位置；

连通器母接头上的引鞋塞在钻井液中溶解，引鞋塞完全溶解后完井管柱a进入待对接状态；

在水平井连通井第二个井眼b完钻并实现与井眼a间连通后，在完井管柱b底部安装连通器公接头；

下入完井管柱b，在完井管柱b准备进行对接前上提管柱，记录完井管柱b原始上提悬重，之后继续下入完井管柱b进行对接；

使连通器公接头的插头插入完井管柱a底部连通器母接头的密封套内，连通器母接头的卡簧嵌入连通器公接头的卡簧槽内实现对接锁定；

上提完井管柱b超过原始上提悬重，管柱悬重继续增加则说明连通器对接成功，形成完井管柱c。

本发明为水平连通井进行井下管柱对接提供了一种专用工具，其优点在于实现水平井连通井的完井管柱的有效对接，可以实现水平井连通井中，两个完井管柱的刚性连接与密封，有效解决水平井连通井中地层出砂、地层垮塌为生产带来的问题，满足了水平井连通井完井的的需求及特点，提高连通井开发效果，填补了水平井连通井完井工具的空白。

附图说明

图1连通器母接头示意图；

图2连通器公接头示意图；

图3井下连通器对接完成结构示意图；

图4井眼[a]及完井管柱[a]结构示意图；

图5井眼[b]及完井管柱[b]结构示意图；

图6对接完成后完井管柱[c]结构示意图。

具体实施方式

现结合说明书附图对发明作进一步的描述。

实施例1：

一种水平井井下连通器，包括连通器母接头和连通器公接头；所述连通器母接头包括上接头101、外套102、密封套104、引鞋塞106；其中，连通器母接头的上接头101上部有连接螺纹，外套102位于上接头101下部，密封套104密封固定在外套102内部，上接头101和密封套104为中空结构，引鞋塞106密封固定在外套102下部，并对上接头101和密封套104为中空结构进行封堵，引鞋塞106为可溶材质；

所述连接器公接头包括连接头201和插头203；其中，连接头201上部有连接螺纹，插头203与连接头201为中空结构，插头203下部封堵、周向设有循环空204，插头203密封固定连接头201下部；

所述连通器母接头密封套104与所述连接器公接头的插头203构成轴向插接密封配合，所述连通器母接头与连接器公接头构成轴向锁定配合。

实施例2：

一种利用水平井井下连通器的作业方法，包括：

在水平井连通井第一个井眼a完钻后，在完井管柱a底部安装连通器母接头，将完井管柱a下入至预定位置；

连通器母接头上的引鞋塞106在钻井液中溶解，引鞋塞106完全溶解后完井管柱a进入待对接状态；

在水平井连通井第二个井眼b完钻并实现与井眼a间连通后，在完井管柱b底部安装连通器公接头；

下入完井管柱b，在完井管柱b准备进行对接前上提管柱，记录完井管柱b原始上提悬重，之后继续下入完井管柱b进行对接；

使连通器公接头的插头203插入完井管柱a底部连通器母接头的密封套104内，同时连通器母接头与连通器公接头实现对接锁定；

上提完井管柱b超过原始上提悬重，管柱悬重继续增加则说明连通器对接成功，形成完井管柱c。

实施例3：

一种水平井井下连通器在实施例1的基础上进一步优化包括：

所述连通器母接头与连接器公接头是通过设置在外套102和插头203接触面上的卡簧105和卡簧槽205构成轴向锁定配合。

所述引鞋塞106通过卡簧105连接固定在外套102下部。

所述密封套104内设有耐磨密封层。

所述密封套104的耐磨密封层为硫化橡胶层107。

所述上接头101与外套102、连接头201与插头203均为通过螺纹连接的分体组合机构。

所述上接头101与外套102螺纹连接处设有密封件103。

实施例4：

针对上述实施例3的水平井井下连通器作业方法，包括：

在水平井连通井第一个井眼a完钻后，在完井管柱a底部安装连通器母接头，将完井管柱a下入至预定位置；

连通器母接头上的引鞋塞106在钻井液中溶解，引鞋塞106完全溶解后完井管柱a进入待对接状态；

在水平井连通井第二个井眼b完钻并实现与井眼a间连通后，在完井管柱b底部安装连通器公接头；

下入完井管柱b，在完井管柱b准备进行对接前上提管柱，记录完井管柱b原始上提悬重，之后继续下入完井管柱b进行对接；

使连通器公接头2的插头203插入完井管柱a底部连通器母接头1的密封套104内，连通器母接头1的卡簧105嵌入连通器公接头2的卡簧槽205内实现对接锁定；

上提完井管柱b超过原始上提悬重，管柱悬重继续增加则说明连通器对接成功，形成完井管柱c。

实施例5：

一种水平井井下连通器由连通器母接头及连通器公接头两部分组成，连通器母接头与连通器公接头对接后形成完整的水平井井下连通器。

如图1所示，连通器母接头主要由上接头101、外套102、密封套104、引鞋塞106等几部分组成；具体结构为：密封套104与橡胶层107的主要功能是包裹住连通器公接头的插头203，实现对接后工具整体的的密封功能；引鞋塞106采用可溶金属制成，通过卡簧连接安装在外套102上，其功能是为完井管柱a下入时提供引导，同时防止异物在下入过程中进入工具内部，在工具完成下入后，引鞋塞106可以在钻井液中逐渐溶解，待引鞋塞106完全溶解后，连通器母接头1内部结构敞开，进入待对接状态。

如图2所示，连接器公接头主要由连接头201和插头203等几部分组成，连接器公接头可以起到引导完井管柱b下入的作用，插头203上有卡簧槽205可以嵌入连通器母接头上的卡簧105，将连接器公接2与连通器母接头连接在一起；同时插头203还可以配合连通器母接头上的密封套104与橡胶层107实现水平井井下连通器两个部件对接后工具内部与外部的密封；插头203上的循环孔204可以实现水平井井下连通器两个部件之间内部的连通。

如图3所示，连通器母接头与连接器公接头对接后完成后水平井连通器完整状态。

实施例6：

下面描述在采用ф139.7mm套管完井的水平井连通井的一种水平井井下连通器及完井的作业方法，其包括以下步骤：

步骤一：工具装配，提前组装好连通器母接头与连接器公接头。

步骤二：水平井连通井的井眼a完钻后，做好通井、下套管作业、固井准备，之后开始下套管作业，依次下入连通器母接头、套管若干根、盲板、封隔器、分级箍，之后下套管连至井口，此管柱为完井管柱a。

步骤三：完成完井管柱a的下套管作业后，从井口向完井管柱a内打压，完成封隔器的胀封与分级箍打开。

步骤四：开始完井管柱a的固井作业，注完水泥浆后向完井管柱a内通入碰压胶塞，顶替碰压。

步骤五：连通器母接头的引鞋塞106在开始下套作业后开始逐渐溶解，并在水平井连通井的井眼b完钻前完成溶解，连通器母接头进入待对接状态。

步骤六：水平井连通井的井眼b完钻后，做好通井、下套管作业、固井准备，并确保通井钻头可以进入水平井连通井的井眼a，直到连通器母接头底部。

步骤七：开始下套管作业，依次下入连通器公接头、套管若干根、盲板、封隔器、分级箍，之后下套管，此管柱为完井管柱b。

步骤八：完井管柱b上的连通器公接头下至对接位置前3m时，上提完井管柱b记录完井管柱b的悬重，之后下入完井管柱b至对接位置，将连通器公接头的插头203插入连通器母接头的密封套204内，连通器母接头的卡簧107嵌入连通器公接头的卡簧槽205内。

步骤九：上提完井管柱b超过原始上提悬重，管柱悬重继续增加则说明水平井井下连通器对接成功。

步骤十：开始完井管柱b的固井作业，注完水泥浆后向完井管柱a内通入碰压胶塞，顶替碰压。

步骤十一：分别在完井管柱a与完井管柱b内通过小钻杆下入磨鞋，钻除两个完井管柱内的分级箍与盲板。

步骤十二：完成两个管柱的钻塞后，水平井井眼连通，形成完整的水平井连通井完井管柱c。