专利名称：复合井窗口膨胀套管密封装置的制作方法
技术领域：
一种用于油田开发中复合井完井的复合井窗口膨胀套管密封装置，属于石油钻井机械类。
背景技术：
复合井完井的关键技术在于要求复合井井眼连接处满足四性，即力学完整性、水力密封性、再进入性和连通性。一般情况下，力学完整性和再进入性相对容易解决，对于连接处的水力密封性，这是国内外目前正面临的主要技术难题。它直接影响到复合井的采油方式和采油效率。目前，只要低于TAML第五等级水平的完井系统都不同程度地存在窗口的水力密封问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种复合井窗口膨胀套管密封装置，它能有效密封井眼窗口、提高井眼窗口连接处水力密封性。
本实用新型的目的是这样实现的。它由原套管(1)、高弹材料(2)、膨胀套管(3)、钻杆(4)、活塞(5)、膨胀头(6)、复合井套管(7)、滑套(8)、阻流板(9)、胶塞(10)、引鞋(11)和空心导斜器(12)组成，其组装关系是从上到下依次连接膨胀套管(3)、复合井套管(7)、阻流板(9)和引鞋(11)，高弹材料(2)附在膨胀套管(3)的外面，滑套(8)在复合井套管(7)里面、阻流板(9)上面，固井结束时胶塞(10)座在滑套(8)上，以上共同组成套管柱；从上到下依次连接钻杆(4)、活塞(5)和膨胀头(6)，以上共同组成膨胀管柱，膨胀管柱在套管柱里面，通过膨胀头(6)将膨胀管柱和套管柱连接在一起，并一起下入井内，空心导斜器(12)在主井眼里、复合井套管柱下面，在空心导斜器(12)下面依次连接上定向头、下定向套。
本实用新型采用膨胀头(6)等组成的膨胀机构迫使膨胀套管(3)与高弹材料(2)变形，并利用膨胀套管(3)与高弹材料(2)的变形特性不同，实现密封复合井窗口，结构简单，施工方便，安全可靠，是一种利用机械密封复合井井眼窗口的有效方式之一，可适用于复合井、不同类型的鱼刺状井、常规侧钻井和常规侧钻水平井。
图1是复合井窗口膨胀套管密封装置示意图。
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。
具体实施方式
如图1所示的复合井窗口膨胀套管密封装置，它由原套管1、高弹材料2、膨胀套管3、钻杆4、活塞5、膨胀头6、复合井套管7、滑套8、阻流板9、胶塞10、引鞋11和空心导斜器12组成，其中，高弹材料2的弹性模量远远小于膨胀套管3的弹性模量，其目的在于，当膨胀套管3膨胀后，在外力卸载的情况下，膨胀套管3的弹性回复变形小于高弹材料2的变形，这样即可实现原套管1与膨胀套管3之间的水力密封，膨胀头6处的直径小于井眼直径，空心导斜器12是下复合井套管的导向器。其组装关系是从上到下依次连接膨胀套管3、复合井套管7、阻流板9和引鞋11，高弹材料2附在膨胀套管3的外面，滑套8在复合井套管7里面、阻流板9上面，固井结束时胶塞10座在滑套8上，以上共同组成套管柱；从上到下依次连接钻杆4、活塞5和膨胀头6，以上共同组成膨胀管柱，膨胀管柱在套管柱里面，通过膨胀头6将膨胀管柱和套管柱连接在一起，并一起下入井内，空心导斜器12在主井眼里、复合井套管柱下面，在空心导斜器12下面依次连接上定向头、下定向套。
本实用新型是在注水泥固井过程中实施的。在注完水泥浆压胶塞碰压后，胶塞10和滑套8整体下移封堵套管底部，承受膨胀套管3膨胀过程中的液压，与膨胀头6及套管形成一个液缸，可以承受较高压力。实现膨胀套管3膨胀开，密封窗口的作用力来源于两个方面，一是通过钻杆打压，很高的液压作用在膨胀头6上，产生向上的推力，二是从井口上提钻柱的拉力，也可在管柱内接入液压拉拔缸，增加拉拔胀力，降低泵压。在以上两个力的联合作用下，当合力的大小大于膨胀套管3的屈服极限时，膨胀套管3开始屈服变形，同时其变形又在膨胀头6的引导下，变形呈现出较为规则的形状，并形成较为规则的通径。上述工序完成后，需要采用纵向铣锥打通主井眼。
权利要求1.一种用于油田开发中复合井完井的复合井窗口膨胀套管密封装置，其特征在于它由原套管(1)、高弹材料(2)、膨胀套管(3)、钻杆(4)、活塞(5)、膨胀头(6)、复合井套管(7)、滑套(8)、阻流板(9)、胶塞(10)、引鞋(11)和空心导斜器(12)组成，其组装关系是从上到下依次连接膨胀套管(3)、复合井套管(7)、阻流板(9)和引鞋(11)，高弹材料(2)附在膨胀套管(3)的外面，滑套(8)在复合井套管(7)里面、阻流板(9)上面，固井结束时胶塞(10)座在滑套(8)上，以上共同组成套管柱；从上到下依次连接钻杆(4)、活塞(5)和膨胀头(6)，以上共同组成膨胀管柱，膨胀管柱在套管柱里面，通过膨胀头(6)将膨胀管柱和套管柱连接在一起，并一起下入井内。
2.根据权利要求1所述的复合井窗口膨胀套管密封装置，其特征在于高弹材料(2)的弹性模量远远小于膨胀套管(3)的弹性模量。
3.根据权利要求1所述的复合井窗口膨胀套管密封装置，其特征在于膨胀头(6)处的直径小于井眼直径。
4.根据权利要求1所述的复合井窗口膨胀套管密封装置，其特征在于固井后胶塞(10)和滑套(8)整体下移封堵套管底部，承受膨胀套管(3)膨胀过程中的液压，与膨胀头(6)及套管形成一个液缸。
专利摘要一种用于油田开发中复合井完井的复合井窗口膨胀套管密封装置，属于石油钻井机械类。它由原套管(1)、高弹材料(2)、膨胀套管(3)、钻杆(4)、活塞(5)、膨胀头(6)、复合井套管(7)、滑套(8)、阻流板(9)、胶塞(10)、引鞋(11)和空心导斜器(12)组成。本实用新型采用膨胀头(6)等组成的膨胀机构迫使膨胀套管(3)与高弹材料(2)变形，同时利用膨胀套管(3)与高弹材料(2)的变形特性不同实现密封复合井窗口，结构简单，施工方便，安全可靠，是一种利用机械密封复合井井眼窗口的有效方式之一，可适用于复合井、不同类型的鱼刺状井、常规侧钻井和常规侧钻水平井。
文档编号E21B33/12GK2690584SQ20042000336
公开日2005年4月6日 申请日期2004年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者张焱, 杨丽萍, 蒋震亚 申请人:盘锦金盘科技有限责任公司