專利名稱：一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油(氣、水)井的三通分叉補貼技術(shù)，特別涉及一種基于下定向的 分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方法。
背景技術(shù)：
隨著石油進入中后期的開采，多分支井技術(shù)越來越多的受到人們的重視。四級以 下完井方式由于窗口處水力密封性差，限制了該技術(shù)在多層系壓力體系地層中的應(yīng)用，六 級分支井技術(shù)已成為未來最大儲層接觸技術(shù)(MRC)發(fā)展的重點。以Baker公司為代表的國外六級分支井技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)場進行了試驗應(yīng)用，國內(nèi)該 項技術(shù)領(lǐng)域尚屬空白。國外六級分支井技術(shù)基本都是在分支井窗口處預(yù)先下入預(yù)制分叉裝 置，固井后鉆具穿過分叉管內(nèi)部進行分支井眼鉆進，完井時下入管柱懸掛完井。該種完井方 式分叉窗口易在分支井眼鉆進時受到破壞，整體強度較低，且分支井眼通徑較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方 法，該方法應(yīng)用于分支井窗口機構(gòu)，實現(xiàn)了使分叉窗口具有較好的機械強度和增大完井窗 口通徑?？朔爽F(xiàn)有完井方式分叉窗口易在分支井眼鉆進時受到破壞，整體強度較低，且分 支井眼通徑較小的不足。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方法， 分叉三通機構(gòu)的送入和膨脹由送入及膨脹裝置實現(xiàn)，送入及膨脹裝置由送入接頭、內(nèi)管、上 喇叭口、錨定及鎖緊機構(gòu)、上部外密封體、座掛筒、預(yù)變形分叉密封裝置、分支管外密封體、 下部管外密封體、下部管內(nèi)密封體、球座、導(dǎo)向機構(gòu)、下定向筒、引頭、上部管內(nèi)密封體、脹 錐、灌漿孔和泄壓孔組成；在主分支井眼完鉆后，將預(yù)置懸掛支撐筒預(yù)先下入井內(nèi)作為送入 及膨脹裝置的支撐懸掛基準，再下入送入及膨脹裝置，下定向筒首先與內(nèi)置下定向基準配 合，實現(xiàn)送入及膨脹裝置定向及初步軸向定位，定向后通過下壓鉆具或液壓方式使內(nèi)管與 導(dǎo)向機構(gòu)固定件脫開，使在導(dǎo)向機構(gòu)以上的部分送入及膨脹裝置在導(dǎo)向槽作用下定向滑動 下移，使預(yù)變形分叉密封裝置的各分支管體進入相應(yīng)管筒，座掛筒下移到預(yù)置在井下的預(yù) 置懸掛支撐筒上，此時完成了分叉三通機構(gòu)的送入和定向懸掛過程；從井口投入座封鋼球， 座封鋼球坐落到球座后封堵內(nèi)管的下端，通過內(nèi)管上的灌漿孔向預(yù)變形分叉密封裝置的封 閉空間內(nèi)泵入高壓液體，使預(yù)變形分叉密封裝置基本恢復(fù)變形前的形狀，下壓鉆具或利用 液壓驅(qū)動短節(jié)使內(nèi)管及脹錐下行，迫使預(yù)變形分叉密封裝置管體產(chǎn)生一定的徑向膨脹，使 下部管外密封體與預(yù)先下入的管體形成管間環(huán)空密封，下壓鉆具過程結(jié)束時，上部外密封 體膨脹，封堵上部外環(huán)空，錨定及鎖緊機構(gòu)錨定外管壁并鎖緊，此時完成了分叉三通機構(gòu)主 井眼的膨脹過程。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出了一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹 方法，具有較高的定向定位精度，送入及膨脹過程一次完成，施工簡便。利用本發(fā)明進行六級分支井完井時，減少了國外分支井技術(shù)需要預(yù)先擴眼的輔助工序，施工后的窗口機構(gòu)具 有較高的機械強度和水力密封性。同時利用本發(fā)明實現(xiàn)的六級完井系統(tǒng)，完井通徑大，有利 于修井及作業(yè)。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細的說明。附圖為實現(xiàn)分叉三通裝置送入及膨脹方法的示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，分叉三通機構(gòu)的送入和膨脹由送入及膨脹裝置實現(xiàn)，送入及膨脹裝 置由送入接頭1、內(nèi)管2、上喇叭口 3、錨定及鎖緊機構(gòu)4、上部外密封體5、座掛筒6、預(yù)變形 分叉密封裝置8、分支管外密封體9、下部管外密封體10、下部管內(nèi)密封體11、球座13、導(dǎo)向 機構(gòu)14、下定向筒15、引頭16、上部管內(nèi)密封體17、脹錐18、灌漿孔19和泄壓孔20組成。 送入接頭1與上部送入管柱螺紋連接，與內(nèi)管2可螺紋連接或加工為一個整體。上喇叭口 3與錨定及鎖緊機構(gòu)4、座掛筒6之間均采用螺紋連接或通過基管環(huán)狀套裝結(jié)構(gòu)連接。上部 外密封體5可位于錨定及鎖緊機構(gòu)4上部或下部，二者為套裝緊配合。座掛筒6下部有一 定位斜面用于定向支撐懸掛。預(yù)變形分叉密封裝置8為采用高塑性材料制成的有一定角度 的三通機構(gòu)，經(jīng)過預(yù)變形處理后可在單井筒內(nèi)下入。預(yù)變形分叉密封裝置8上端與座掛筒6 采用螺紋或焊接結(jié)構(gòu)連接，三通末端分別硫化分支管外密封體9、下部管外密封體10，施工 后實現(xiàn)外管壁與預(yù)置外管體的環(huán)空密封。下部管內(nèi)密封體11與內(nèi)管2螺紋連接，可為定徑 或變徑膨脹結(jié)構(gòu)，作業(yè)時與三通下部內(nèi)壁緊密配合實現(xiàn)封堵，并可承受一定的液壓載荷。座 封鋼球12在作業(yè)過程中投放，坐落于球座13后實現(xiàn)憋壓封堵。球座13與內(nèi)管2由剪釘連 接，施工憋壓后剪斷銷釘下行利用泄壓孔20泄壓。導(dǎo)向機構(gòu)14與內(nèi)管2之間由導(dǎo)向鍵和 導(dǎo)向槽連接，二者可以軸向滑動，而周向方位保持不變。導(dǎo)向機構(gòu)14下部與下定向筒15之 間采用螺紋或焊接結(jié)構(gòu)連接。引頭16與內(nèi)管2螺紋連接，且內(nèi)有通孔，流體可進入內(nèi)管2， 具有引導(dǎo)內(nèi)管2和提拉下定位筒15的作用。上部管內(nèi)密封體17安裝在脹錐18上，封堵上 部內(nèi)管壁。脹錐18外徑大于預(yù)變形分叉密封裝置8初始完整圓截面內(nèi)徑，脹錐18在內(nèi)管 2作用下實現(xiàn)塑性管體徑向膨脹，完成管壁內(nèi)襯密封。灌漿孔19溝通內(nèi)管2內(nèi)腔與預(yù)變形 分叉密封裝置8之間的封閉空間，實現(xiàn)下鉆過程中內(nèi)外壓力平衡，并在液壓初脹時向預(yù)變 形分叉密封裝置8的封閉空間內(nèi)泵入高壓液體。在主分支井眼完鉆后，將預(yù)置懸掛支撐筒7預(yù)先下入井內(nèi)作為送入及膨脹裝置的 支撐懸掛基準，再下入送入及膨脹裝置，下定向筒15首先與內(nèi)置下定向基準配合，實現(xiàn)送 入及膨脹裝置定向及初步軸向定位，定向后通過下壓鉆具或液壓方式使內(nèi)管2與導(dǎo)向機構(gòu) 14固定件脫開，使在導(dǎo)向機構(gòu)14以上的部分送入及膨脹裝置在導(dǎo)向槽作用下定向滑動下 移，使預(yù)變形分叉密封裝置8的各分支管體進入相應(yīng)管筒，座掛筒6下移到預(yù)置在井下的預(yù) 置懸掛支撐筒7上，此時完成了分叉三通機構(gòu)的送入和定向懸掛過程；從井口投入座封鋼 球12，座封鋼球12坐落到球座13后封堵內(nèi)管2的下端，通過內(nèi)管2上的灌漿孔19向預(yù)變 形分叉密封裝置8的封閉空間內(nèi)泵入高壓液體，使預(yù)變形分叉密封裝置8基本恢復(fù)變形前 的形狀，下壓鉆具或利用液壓驅(qū)動短節(jié)使內(nèi)管2及脹錐18下行，迫使預(yù)變形分叉密封裝置8管體產(chǎn)生一定的徑向膨脹，使下部管外密封體10與預(yù)先下入的管體形成管間環(huán)空密封，下 壓鉆具過程結(jié)束時，上部外密封體5膨脹，封堵上部外環(huán)空，錨定及鎖緊機構(gòu)4錨定外管壁 并鎖緊，此時完成了分叉三通機構(gòu)主井眼的膨脹過程。 施工后內(nèi)管2及下定向筒15、脹錐18等工具隨送入管柱取出，分支管體可另行膨 脹。
權(quán)利要求
1. 一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方法，分叉三通機構(gòu)的送入和膨脹由送 入及膨脹裝置實現(xiàn)，送入及膨脹裝置由送入接頭(1)、內(nèi)管O)、上喇叭口(3)、錨定及鎖緊 機構(gòu)(4)、上部外密封體( 、座掛筒(6)、預(yù)變形分叉密封裝置(8)、分支管外密封體(9)、下 部管外密封體(10)、下部管內(nèi)密封體(11)、球座(13)、導(dǎo)向機構(gòu)(14)、下定向筒(15)、引頭 (16)、上部管內(nèi)密封體(17)、脹錐(18)、灌漿孔(19)和泄壓孔(20)組成；其特征在于在主 分支井眼完鉆后，將預(yù)置懸掛支撐筒(7)預(yù)先下入井內(nèi)作為送入及膨脹裝置的支撐懸掛基 準，再下入送入及膨脹裝置，下定向筒(1 首先與內(nèi)置下定向基準配合，實現(xiàn)送入及膨脹 裝置定向及初步軸向定位，定向后通過下壓鉆具或液壓方式使內(nèi)管( 與導(dǎo)向機構(gòu)(14)固 定件脫開，使在導(dǎo)向機構(gòu)(14)以上的部分送入及膨脹裝置在導(dǎo)向槽作用下定向滑動下移， 使預(yù)變形分叉密封裝置(8)的各分支管體進入相應(yīng)管筒，座掛筒(6)下移到預(yù)置在井下的 預(yù)置懸掛支撐筒(7)上，此時完成了分叉三通機構(gòu)的送入和定向懸掛過程；從井口投入座 封鋼球(12)，座封鋼球(12)坐落到球座(13)后封堵內(nèi)管(2)的下端，通過內(nèi)管(2)上的灌 漿孔(19)向預(yù)變形分叉密封裝置(8)的封閉空間內(nèi)泵入高壓液體，使預(yù)變形分叉密封裝置 (8)基本恢復(fù)變形前的形狀，下壓鉆具或利用液壓驅(qū)動短節(jié)使內(nèi)管( 及脹錐(18)下行， 迫使預(yù)變形分叉密封裝置(8)管體產(chǎn)生一定的徑向膨脹，使下部管外密封體(10)與預(yù)先下 入的管體形成管間環(huán)空密封，下壓鉆具過程結(jié)束時，上部外密封體( 膨脹，封堵上部外環(huán) 空，錨定及鎖緊機構(gòu)(4)錨定外管壁并鎖緊，此時完成了分叉三通機構(gòu)主井眼的膨脹過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油(氣、水)井的三通分叉補貼技術(shù)，特別涉及一種基于下定向的分叉三通機構(gòu)送入及膨脹方法。該方法是將下定向筒首先與內(nèi)置下定向基準配合，定向后使內(nèi)管與導(dǎo)向機構(gòu)固定件脫開，使在導(dǎo)向機構(gòu)以上的部分送入及膨脹裝置在導(dǎo)向槽作用下定向滑動下移，使預(yù)變形分叉密封裝置的各分支管體進入相應(yīng)管筒，座掛筒下移到預(yù)置在井下的預(yù)置懸掛支撐筒上；從井口投入座封鋼球，通過內(nèi)管向預(yù)變形分叉密封裝置的封閉空間泵入高壓液體，使預(yù)變形分叉密封裝置基本恢復(fù)變形前的形狀，下壓鉆具或利用液壓驅(qū)動短節(jié)使內(nèi)管及脹錐下行，迫使預(yù)變形分叉密封裝置管體產(chǎn)生一定的徑向膨脹。本發(fā)明實現(xiàn)了使分叉窗口具有較好的機械強度和增大完井窗口通徑。
文檔編號E21B7/04GK102102490SQ20101059344
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者余雷, 匡緒賓, 喻晨, 孫紅玉, 張雪, 王成業(yè), 薛志永, 趙云, 鄧旭, 高揚 申請人:中國石油集團長城鉆探工程有限公司