一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法
【专利摘要】本发明涉及一种分支井钻完井【技术领域】，特别涉及一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法。该方法步骤如下：当第二分支井眼完钻后，首先将定向空心导斜器下入到主井眼，并且将定向空心导斜器的斜面对准窗口方向，然后将下端连接完井管柱的机械悬挂器下入到分支井眼，定向空心导斜器上端的凸键与机械悬挂器上部的凹槽相配合并形成自锁，在窗口分叉处形成机械支撑。本发明实现了给窗口提供强度高的机械支撑和良好的水力密封性，实现分支井六级完井级别，为分支井规模化的应用提供技术支持，使分支井技术与后期压裂增产措施进行结合，进一步提高单井产量，增强分支井技术的适应性。
【专利说明】一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种分支井钻完井【技术领域】，特别涉及一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法。
【背景技术】
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[0002]分支井的关键技术在于主井眼与分支井眼窗口贯通处的水力密封性和机械支撑性能，现国内各油田的分支井技术都已解决窗口的机械支撑性，都可以进行四级完井，但随着分支井技术的推广和应用，其后期增产措施单一的问题逐渐暴漏出来，尤其是分支井与压裂技术的融合遇到了技术瓶颈，所以急需解决窗口水力密封性，将四级完井水平提高到六级，这样分支井压裂技术即可得到突破。国外的六级分支井技术是在分支处，首先通过扩孔然后下入分叉装置、固井，在沿着分叉的方向进行双分支的钻进，这样做的缺点是长时间的双分支井眼的钻进容易使分叉装置磨损，即使管外固井，但是后期窗口处出水和地层应力的影响还是很大的。
【发明内容】
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[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法，该方法实现了给窗口提供强度高的机械支撑和良好的水力密封性，实现分支井六级完井级别，为分支井规模化的应用提供技术支持，使分支井技术与后期压裂增产措施进行结合，进一步提高单井产量，增强分支井技术的适应性。克服了现有窗口水力密封性不够，不能达到分支井八级完井级别的不足。
[0004]本发明所采取的技术方案是:一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法，该方法步骤如下:
[0005]一、当第二分支井眼完钻后，首先将定向空心导斜器下入到主井眼，并且将定向空心导斜器的斜面对准窗口方向，然后将下端连接完井管柱的机械悬挂器下入到分支井眼，定向空心导斜器上端的凸键与机械悬挂器上部的凹槽相配合并形成自锁，在窗口分叉处形成机械支撑；
[0006]二、管内锚定器、定向短节、膨胀分叉装置从上至下顺次连接，膨胀分叉装置由主管和分支管组成，主管和分支管外侧均硫化有密封橡胶，通过钻杆送管内锚定器、定向短节和膨胀分叉装置进入到井下，通过反复下放可准确将定向短节上的斜面与机械悬挂器内置的定向斜面相配合，此时可以确定膨胀分叉装置的分支管的方向正好对准分支井眼，然后上提管柱、打压；当液压值达到7MPa的时候分支管翘起，然后缓慢下放使膨胀分叉装置的主管和分支管分别插入主井眼和分支井眼，继续打压，直到打压到20MPa，这时主管复原成规则圆柱形，分支管下端的波纹管完全胀开紧贴在机械悬挂器内壁上；投球打压使管内锚定器锚定到机械悬挂器上端内壁上，继续打压实现整体工具丢手；
[0007]三、下入磨鞋，将主管底部磨掉使主管贯通，下入机械旋转膨胀锥从膨胀分叉装置上部向下对主管进行膨胀使其膨胀贴于定向空心导斜器内壁上，然后将回接管下入分支井目艮，该回接管对内置在分支管下端的波纹管内的变径胀锥进行回接，当确定回接管与变径胀锥连接好后，上提管柱，变径胀锥在波纹管内与回接管结合形成胀锥，然后机械上提管柱同时打压，对分支管进行从下向上的膨胀作业，直到胀锥运行到分叉处，完成分支管的膨胀施工；最后再次下入磨鞋将分支管下端的波纹管底部磨铣掉，此时分支井的主井眼和分支井眼形成贯通。
[0008]本发明的有益效果是:本发明由于采用了内嵌膨胀分叉装置的完井方式，因而给窗口提供强度高的机械支撑和良好的水力密封性；由于膨胀分叉装置的分支管内置有变径胀锥，采用回接管回插变径胀锥，因而克服了机械下压膨胀分叉装置过窗口问题；本发明实现了分支井六级完井级别，为分支井规模化的应用提供技术支持，使分支井技术与后期压裂增产措施进行结合，进一步提高单井产量，增强分支井技术的适应性。
【专利附图】
【附图说明】
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[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
[0010]图1为机械悬挂器和定向空心导斜器连接的结构示意图。
[0011]图2为机械悬挂器的结构示意图。
[0012]图3为定向空心导斜器的结构示意图。
[0013]图4为膨胀分叉装置的结构示意图。
[0014]图5为膨胀分叉装置膨胀后的示意图。
[0015]图6为管内锚定器和定向短节的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0016]如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法，该方法步骤如下:
[0017]一、当第二分支井眼完钻后，首先将定向空心导斜器2下入到主井眼，并且将定向空心导斜器2的斜面对准窗口方向，然后将下端连接完井管柱的机械悬挂器1下入到分支井眼，定向空心导斜器2上端的凸键11与机械悬挂器1上部的凹槽10相配合并形成自锁，在窗口分叉处形成机械支撑；
[0018]二、管内锚定器7、定向短节8、膨胀分叉装置从上至下顺次连接，膨胀分叉装置由主管3和分支管4组成，主管3和分支管4外侧均硫化有密封橡胶，通过钻杆送管内锚定器
7、定向短节8和膨胀分叉装置进入到井下，通过反复下放可准确将定向短节8上的斜面与机械悬挂器1内置的定向斜面9相配合，此时可以确定膨胀分叉装置的分支管4的方向正好对准分支井眼，然后上提管柱、打压；当液压值达到7MPa的时候分支管4翘起，然后缓慢下放使膨胀分叉装置的主管3和分支管4分别插入主井眼和分支井眼，继续打压，直到打压到20MPa，这时主管3复原成规则圆柱形，分支管4下端的波纹管6完全胀开紧贴在机械悬挂器1内壁上；投球打压使管内锚定器7锚定到机械悬挂器1上端内壁上，继续打压实现整体工具丢手；
[0019]三、下入磨鞋，将主管3底部磨掉使主管3贯通，下入机械旋转膨胀锥从膨胀分叉装置上部向下对主管3进行膨胀使其膨胀贴于定向空心导斜器2内壁上，然后将回接管下入分支井眼，该回接管对内置在分支管4下端的波纹管6内的变径胀锥5进行回接，当确定回接管与变径胀锥5连接好后，上提管柱，变径胀锥5在波纹管6内与回接管结合形成胀锥，然后机械上提管柱同时打压，对分支管4进行从下向上的膨胀作业，直到胀锥运行到分叉处，完成分支管4的膨胀施工；最后再次下入磨鞋将分支管4下端的波纹管6底部磨铣掉，此时分支井的主井眼和分支井眼形成贯通。主管3和分支管4除了硫化橡胶的部分，其他都是通过金属对金属的微过盈量来保证水力密封性。这种内嵌式膨胀分叉装置的分支井完井方式，在窗口处能够提供强度更高的机械支撑和水力密封性。
[0020]图5为膨胀分叉装置膨胀后的示意图，膨胀分叉装置是采用可膨胀钢材通过预成型及焊接技术压制成型，成型形状采取分支管4形状不变，主管3压制的方法(如图4);在主管3和分支管4外侧均硫化密封橡胶。其中主管3底部使用半球形压制刚与主管3焊接形成膨胀腔，分支管4底部使用波纹管6与分支管4焊接形成密封腔，并且在波纹管6内置有变径胀锥5。压制变形后的膨胀分叉装置在20MPa的液压力作用下主管3恢复圆形状，分支管4与主管3形成3°的叉角(如图5)，波纹管6在液压力的作用下恢复圆筒形状并且贴到机械悬挂器1内壁上给变径胀锥5自锁提供空间。
[0021]图6为管内锚定器7和定向短节8的结构示意图，定向短节8上有斜面与机械悬挂器1内部的定向斜面9相配合，可以准确将主管3和分支管4分别插入主井眼和分支井眼。管内锚定器7是一种投球打压坐封锚定器，利用螺纹连接在定向短节8的上部。当膨胀分叉装置下放到位后，打压恢复成型后，投球打压，管内锚定器7外部的卡瓦胀开锚定在机械悬挂器1内壁上，继续打压最后实现丢手。
[0022]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种六级分支井内嵌式窗口密封完井方法，其特征在于:该方法步骤如下: 一、当第二分支井眼完钻后，首先将定向空心导斜器(2)下入到主井眼，并且将定向空心导斜器(2)的斜面对准窗口方向，然后将下端连接完井管柱的机械悬挂器(I)下入到分支井眼，定向空心导斜器⑵上端的凸键(11)与机械悬挂器⑴上部的凹槽(10)相配合并形成自锁，在窗口分叉处形成机械支撑； 二、管内锚定器(7)、定向短节(8)、膨胀分叉装置从上至下顺次连接，膨胀分叉装置由主管(3)和分支管(4)组成，主管(3)和分支管(4)外侧均硫化有密封橡胶，通过钻杆送管内锚定器(7)、定向短节(8)和膨胀分叉装置进入到井下，通过反复下放可准确将定向短节(8)上的斜面与机械悬挂器⑴内置的定向斜面(9)相配合，此时可以确定膨胀分叉装置的分支管(4)的方向正好对准分支井眼，然后上提管柱、打压；当液压值达到7MPa的时候分支管(4)翘起，然后缓慢下放使膨胀分叉装置的主管(3)和分支管(4)分别插入主井眼和分支井眼，继续打压，直到打压到20MPa，这时主管(3)复原成规则圆柱形，分支管(4)下端的波纹管(6)完全胀开紧贴在机械悬挂器(I)内壁上；投球打压使管内锚定器(7)锚定到机械悬挂器(I)上端内壁上，继续打压实现整体工具丢手； 三、下入磨鞋，将主管(3)底部磨掉使主管(3)贯通，下入机械旋转膨胀锥从膨胀分叉装置上部向下对主管(3)进行膨胀使其膨胀贴于定向空心导斜器(2)内壁上，然后将回接管下入分支井眼，该回接管对内置在分支管(4)下端的波纹管￠)内的变径胀锥(5)进行回接，当确定回接管与变径胀锥(5)连接好后，上提管柱，变径胀锥(5)在波纹管(6)内与回接管结合形成胀锥，然后机械上提管柱同时打压，对分支管(4)进行从下向上的膨胀作业，直到胀锥运行到分叉处，完成分支管(4)的膨胀施工；最后再次下入磨鞋将分支管(4)下端的波纹管(6)底部磨铣掉，此时分支井的主井眼和分支井眼形成贯通。
【文档编号】E21B33/13GK104453776SQ201410642230
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】李虎, 尚宪飞, 李敏, 赵云, 刘延强, 孔栋梁, 高扬, 曹雪峰, 周阳, 强卫东 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司