CN109854203A - 一种分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法 - Google Patents

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本发明提供了一种分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法，属于石油天然气开采领域。该分支井眼开窗侧钻封堵装置包括桥塞、承扭接头、斜向器和对扣接头；所述斜向器的下部与对扣接头的上部连接，在对扣接头的外壁上设有花键；所述桥塞的上部与承扭接头的下部连接，在承扭接头的内壁上设有花键槽；当所述对扣接头插入到所述承扭接头的中心孔内时，对扣接头上的花键插入到承扭接头上的花键槽内。本发明大大简化了斜向器系统的结构，同时也大大降低了斜向器打捞的风险。此外，由于桥塞可以在作业完成后取出，从而可以保留井筒全通径，为后期作业提供了极大的方便。

Description

一种分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法
技术领域
本发明属于石油天然气开采领域，具体涉及一种分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法。
背景技术
随着油田开采技术的发展，老井或新井开窗侧钻已经成为一种提高采收率的重要方式，其中分支井技术通过在井眼中钻若干分支井以增加泄油面积，提高油井产量。现有技术主要采用的钻井方法往往是在钻完主井眼后，再通过在主井眼套管内使用送入工具下入封堵工具和斜向器系统进行开窗侧钻出分井眼。封堵工具的目的是为了防止钻分支井眼时和原井眼相互影响，斜向器是为了对确定方向的套管侧面进行磨铣，实现开窗，并引导钻具进入分支井眼。目前普遍使用的封堵工具是承托式封隔器和陶瓷阀，后期可以下入油管击破陶瓷阀导通井眼，斜向器系统一般包括斜向器、收屑及脱手装置、锚定装置、循环孔等，分支钻完后需要回收。在实际应用中存在以下问题，首先斜向器系统自带锚定、收屑等功能，结构复杂，又因为上面为斜面，下面带锚定密封等机构，打捞风险极高，其次承托式封隔器是永久型封隔器，井筒不能做到全通径。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法，大大简化斜向器系统的结构，降低斜向器回收风险，同时能够在全部分支井眼钻完之后回收，保持主井眼的全通径。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种分支井眼开窗侧钻封堵装置，包括桥塞、承扭接头、斜向器和对扣接头；
所述斜向器的下部与对扣接头的上部连接，在对扣接头的外壁上设有花键；
所述桥塞的上部与承扭接头的下部连接，在承扭接头的内壁上设有花键槽；
当所述对扣接头插入到所述承扭接头的中心孔内时，对扣接头上的花键插入到承扭接头上的花键槽内。
所述封堵桥塞采用可取式双向承压封堵桥塞。
所述对扣接头为筒状结构，包括连成一体的圆柱筒和圆锥筒，圆锥筒的大径端与圆柱筒直接连接；圆锥筒的大径端的直径与圆柱筒的直径相同，小径端的直径小于大径端的直径；所述圆柱筒的中心通孔与圆锥筒的中心通孔连通；
在所述圆柱筒的外壁上设有多个向外凸起的花键。
所述花键的长度方向与圆柱筒的轴线平行，多个所述花键在圆周上均布；
在每个所述花键的末端设有斜面，斜面一直延伸到圆锥筒的外壁上；
在所述圆柱筒的另一端设有螺纹，通过该螺纹与斜向器的下部连接。
优选地，在所述对扣接头的外壁上开有多个过流孔。
所述承扭接头为筒状结构，在其下部设有连接螺纹，通过该连接螺纹与桥塞连接；在其上部设有喇叭口状的坡口；
在所述承扭接头的内壁上设有与其轴线平行的凸起，多个凸起在圆周上均布，相邻两个凸起之间形成花键槽。
每个所述凸起的一端与连接螺纹的底部连接，另一端通过凸起斜坡与坡口连接。
所述承扭接头上的花键槽的数量与对扣接头上的花键的数量相同，位置一一对应；
所述花键、花键槽的数量均大于等于12个。
一种利用上述装置实现的分支井眼开窗侧钻封堵方法，包括：
(1)将可取式双向承压封堵桥塞的上部与承扭接头的下部连接，通过电缆或者油管将连接有承扭接头的可取式双向承压封堵桥塞下入到套管内进行坐封；
(2)将斜向器的下部与对扣接头的上部连接；
(3)将连接有对扣接头的斜向器下入到套管内，对扣接头的下部通过坡口和凸起斜坡的引导插入到承扭接头的中心通孔内，对扣接头上的花键插入到承扭接头上的花键槽内；
(4)下入钻头开窗侧钻分支井眼；
(5)分支井眼钻完之后，上提连接有对扣接头的斜向器，将其取出；
(6)判断是否需要继续在主井眼中侧钻分支井，如果是，则返回步骤(1)，如果否，则转入步骤(7)；
(7)采用裸眼方式完井。
所述步骤(5)进一步包括：
将将连接有承扭接头的可取式双向承压封堵桥塞取出，保留全通径井眼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用双向承压可取式桥塞作为封堵工具，通过电缆或油管下放坐封，然后下入斜向器坐落在桥塞上，为侧钻分支井眼提供封堵和造斜功能。这样不仅简化了操作、提高了作业效率，而且双向承压桥塞结构稳定性高，能承受双向作用力，且能应对复杂情况。另外，本发明大大简化了斜向器系统结构，同时也大大降低了斜向器打捞的风险。此外，由于桥塞可以在作业完成后取出，从而可以保留井筒全通径，为后期作业提供了极大的方便。
附图说明
图1为本发明分支井眼开窗侧钻封堵装置的结构示意图
图2为本发明分支井眼开窗侧钻封堵装置中的对扣接头结构示意图
图3为本发明分支井眼开窗侧钻封堵装置中的承扭接头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明所涉及的分支井眼开窗侧钻封堵装置及方法，主要用于已固井的主井眼中侧钻分支井工艺中。首先，下入可取式双向承压封堵桥塞，相比传统单卡瓦封隔器，可取式双向承压封堵桥塞能够承受双向作用力，锚定更加可靠，不易发生位移，便于后期对分支井的定位。由于该封堵桥塞是可取的，因此可在封堵功能完成后将其取出，保留全通径井眼。在该封堵桥塞上部设置有承扭接头，其可以与斜向器对接，防止斜向器转动，使其保持在固定角度。桥塞可以通过电缆或者油管下放坐封，桥塞坐封后，下入斜向器坐落在桥塞上，斜向器下部设有与桥塞上部的承扭接头配合的对扣接头。斜向器不需要收屑、锚定等功能，只需造斜功能即可。斜向器安装后下钻头开窗侧钻分支井眼，分支井眼钻完之后将斜向器回收，由于斜向器结构简单，非常易于回收。如有需要继续在主井眼中侧钻分支井，可重复以上过程。所有分支井眼钻完后，采用裸眼方式完井。同时将主井眼内所留的封堵桥塞进行回收作业。
具体来说，本发明如图1所示，在井口1的下方连接有套管2，在主井眼8完井后，从套管内腔3下入可取式双向承压封堵桥塞7，封堵桥塞上部连接承扭接头6。
所述承扭接头的结构如图3所示，承扭接头6通过螺纹25与桥塞7连接，在承扭接头6的上部加工有坡口20和凸起斜坡21方便对接，花键槽22和凸起23可以在对接完成后起到防转作用，花键槽22的数量应在12个以上，保证斜向器4接入后只有较小的角度误差。
所述斜向器4与对扣接头5在地面连接好之后通过电缆或油管下放，坐落在桥塞7上。
所述对扣接头5的结构如图2所示，可以实现与承扭接头6对接。在所述对扣接头5上加工有斜坡15(由圆锥筒的外壁形成)，易于实现与承扭接头6的对接，为了防止在分支井眼钻进过程中碎屑堆积，可以在对扣接头5的侧壁上设置过流孔14，多个过留孔14在圆周上均布。在对扣接头上设有花键13，花键13在对接之后插入到承扭接头6的花键槽22中。对扣接头5的上部设有螺纹12，该螺纹12与斜向器实现螺纹连接。
分支井眼9钻完井后，将斜向器4回收。封堵桥塞7可在封堵功能完成后将其取出，保留全通径井眼。如果需要继续在主井眼中侧钻分支井，可重复以上过程。所有分支井眼钻完后，采用裸眼方式完井。
本发明使用一种同时具有双向承压和可回收功能的桥塞作为封堵工具，其上部连接的承扭接头可以与斜向器配合，对接之后，依靠桥塞作为支撑，同时花键机构使斜向器保持确定方位，通过花键槽使斜向器保持固定角度。因为桥塞具有锚定密封功能，所以本发明中的斜向器系统不再需要锚定、密封等功能，也就不再需要现有斜向器系统中的锚定机构、密封机构、坐封机构、解封机构等，仅仅使用斜向器即可。而且，本发明中的斜向器为插入式，简单上提即可取出，这样就大幅降低了打捞风险。锚定和密封功能依靠下部的桥塞来实现，桥塞打捞难度低，每次分支井钻完后，可以将桥塞打捞取出，也可根据需要不打捞桥塞，留在井下作为封堵工具使用。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述分支井眼开窗侧钻封堵装置包括桥塞、承扭接头、斜向器和对扣接头；
所述斜向器的下部与对扣接头的上部连接，在对扣接头的外壁上设有花键；
所述桥塞的上部与承扭接头的下部连接，在承扭接头的内壁上设有花键槽；
当所述对扣接头插入到所述承扭接头的中心孔内时，对扣接头上的花键插入到承扭接头上的花键槽内。
2.根据权利要求1所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述封堵桥塞采用可取式双向承压封堵桥塞。
3.根据权利要求2所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述对扣接头为筒状结构，包括连成一体的圆柱筒和圆锥筒，圆锥筒的大径端与圆柱筒直接连接；圆锥筒的大径端的直径与圆柱筒的直径相同，小径端的直径小于大径端的直径；所述圆柱筒的中心通孔与圆锥筒的中心通孔连通；
在所述圆柱筒的外壁上设有多个向外凸起的花键。
4.根据权利要求3所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述花键的长度方向与圆柱筒的轴线平行，多个所述花键在圆周上均布；
在每个所述花键的末端设有斜面，斜面一直延伸到圆锥筒的外壁上；
在所述圆柱筒的另一端设有螺纹，通过该螺纹与斜向器的下部连接。
5.根据权利要求4所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：在所述对扣接头的外壁上开有多个过流孔。
6.根据权利要求5所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述承扭接头为筒状结构，在其下部设有连接螺纹，通过该连接螺纹与桥塞连接；在其上部设有喇叭口状的坡口；
在所述承扭接头的内壁上设有与其轴线平行的凸起，多个凸起在圆周上均布，相邻两个凸起之间形成花键槽。
7.根据权利要求6所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：每个所述凸起的一端与连接螺纹的底部连接，另一端通过凸起斜坡与坡口连接。
8.根据权利要求7所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置，其特征在于：所述承扭接头上的花键槽的数量与对扣接头上的花键的数量相同，位置一一对应；
所述花键、花键槽的数量均大于等于12个。
9.一种利用权利要求1至8任一所述的分支井眼开窗侧钻封堵装置实现的分支井眼开窗侧钻封堵方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)将可取式双向承压封堵桥塞的上部与承扭接头的下部连接；通过电缆或者油管将连接有承扭接头的可取式双向承压封堵桥塞下入到套管内进行坐封；
(2)将斜向器的下部与对扣接头的上部连接；
(3)将连接有对扣接头的斜向器下入到套管内，对扣接头的下部通过坡口和凸起斜坡的引导插入到承扭接头的中心通孔内，对扣接头上的花键插入到承扭接头上的花键槽内；
(4)下入钻头开窗侧钻分支井眼；
(5)分支井眼钻完之后，上提连接有对扣接头的斜向器，将其取出；
(6)判断是否需要继续在主井眼中侧钻分支井，如果是，则返回步骤(1)，如果否，则转入步骤(7)；
(7)采用裸眼方式完井。
10.根据权利要求9所述的分支井眼开窗侧钻封堵方法，其特征在于：所述步骤(5)进一步包括：
将连接有承扭接头的可取式双向承压封堵桥塞取出，保留全通径井眼。
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