CN110344755A - 一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法，括外套管，外套管下部连接转向器，转向器侧壁设置两个管线出口；外套管内设置上部涡轮和下部涡轮，上部涡轮和下部涡轮均包括涡轮定子、涡轮支撑座、涡轮转子和旋转芯轴，上部涡轮和下部涡轮的下端均连接管线，每条管线下端均连接分支钻头，两个分支钻头分别设置于转向器的两个管线出口内；每条管线均包括内层挠性轴和外层空心管线，内层挠性轴上端与旋转芯轴连接，下端与分支钻头连接，外层空心管线上端与涡轮支撑座连接，下端与分支钻头接触。本发明可在油田修井作业中使用，具有分支钻头可开窗钻进、处理半径大、小井眼深度可控、施工作业简单可靠等多项优点。
Description
技术领域
本发明属于油田开发生产技术领域，更具体的说，是涉及一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法。
背景技术
在生产油田中低效井、关停井已成为制约油田稳产的关键因素。对于低产液类低产低效井，如果是由于地质本身的原因造成的地层供液能力差，开发方案就应增大油气泄流面积。如果是在钻完井或采油等开发过程中造成的油层污染，则应疏通油气泄流通道。
为了增大油气泄流面积，疏通油气泄流通道，增加低产液类低产低效井的产液量，目前常用的手段是酸化、压裂、复杂结构井(水平井、分支井、大位移井等)的完井，近年来，径向钻井技术也得到了一定程度的应用。这些技术既有优点，也在某些方面存在明显的缺点，例如，酸化技术处理半径小，压裂技术裂缝不可控，复杂结构井技术钻完井复杂，作业时间长，径向钻井技术作业时间长，需要高压设备等等。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法，可在油田修井作业中使用，具有分支钻头可开窗钻进、处理半径大、小井眼深度可控、施工作业简单可靠等多项优点。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，包括外套管，所述外套管下部连接有转向器，所述转向器侧壁对称设置有两个管线出口；所述外套管内设置有上部涡轮和下部涡轮，所述上部涡轮和下部涡轮均包括由外而内依次设置的涡轮定子、涡轮支撑座、涡轮转子和旋转芯轴，所述上部涡轮和下部涡轮的下端均连接有管线，每条所述管线的下端均连接分支钻头，两个分支钻头分别设置于转向器的两个管线出口内；
每条所述管线均包括内层挠性轴和外层空心管线，所述内层挠性轴上端与旋转芯轴连接，下端与分支钻头连接，所述外层空心管线上端与涡轮支撑座连接，下端与分支钻头接触。
所述转向器的每个管线出口内均安装有出口密封；所述转向器内壁对称设置有两个轴向管线过渡孔，供两条管线穿过后，两条管线交叉转向分别连接位于管线出口的两个分支钻头。
所述涡轮转子安装与旋转芯轴上，所述旋转芯轴下端连接管线的内层挠性轴，涡轮转子转动时，带动旋转芯轴与内层挠性轴旋转。
所述涡轮支撑座和旋转芯轴之间设置有旋转轴承，所述涡轮支撑座上端与涡轮定子连接，下端与管线的外层空心管线连接；上部涡轮和下部涡轮旋转下行时，可带动各自连接的管线下行。
所述外层空心管线和内层挠性轴之间设置有环空，所述外层空心管线上安装有用于限位的管线卡环。
所述下部涡轮的涡轮定子设置有轴向槽孔，用于上部涡轮连接的管线穿过。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具的操作方法，包括以下步骤：
步骤一，完成下井前的准备工作：将本发明涡轮钻进式多分支小井眼完井工具与作业管柱相连，其中，涡轮钻进式多分支小井眼完井工具单独使用或分段重复使用；
步骤二，作业管柱下入到位后，内部打压循环，在预定的作业时间内进行老井开窗及钻进作业；
步骤三，上提作业管柱，切断管线与分支钻头之间的连接，回收整套涡轮钻进式多分支小井眼完井工具；
步骤四，下套铣打捞作业工具，清洁井眼。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明可单独使用，也可多个工具分段使用，通过采用多根分支细管线，利用多个涡轮及分支钻头，一次作业可开窗钻进多个分支小井眼，能够有效增加油井产量，并且分支小井眼的深度可控，能有效穿破污染带，疏通油流通道，与酸化、压裂等常规增产作业相比较，具有处理半径大、施工作业简单可靠等多项优点。
(2)本发明应用于油田修井作业，适用性强，不受原井筒防砂或非防砂管柱限制。
附图说明
图1是本发明涡轮钻进式多分支小井眼完井工具的结构示意图；
图2是本发明中涡轮部分结构放大示意图。
附图标记:A上部涡轮；B下部涡轮；1外套管；2涡轮定子；3涡轮转子；4涡轮支撑座；5旋转轴承；6旋转芯轴；7管线；701内层挠性轴；702外层空心管线；8管线卡环；9转向器；10出口密封；11分支钻头。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，例举以下实例，并配合附图详细说明。
如图1和图2所示，本发明的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，包括外套管1，所述外套管1下部连接有转向器9，所述转向器9侧壁对称设置有两个管线出口。所述外套管1内设置有上部涡轮A和下部涡轮B，所述上部涡轮A和下部涡轮B均包括由外而内依次设置的涡轮定子2、涡轮支撑座4、涡轮转子3和旋转芯轴6，所述上部涡轮A和下部涡轮B的下端均连接有管线7，每条所述管线7的下端均连接分支钻11头，两个分支钻头11分别设置于转向器9的两个管线出口内。所述上部涡轮A和下部涡轮B的区别点在于下部涡轮B的涡轮定子2设置有轴向槽孔，用于上部涡轮A连接的管线7穿过。
每条所述管线7均包括内层挠性轴701和外层空心管线702；所述内层挠性轴701上端与旋转芯轴6连接，下端与分支钻头11连接；所述外层空心管线702上端与涡轮支撑座4连接，下端开放，与分支钻头11接触。所述外层空心管线702和内层挠性轴701之间设置有环空，所述外层空心管线702上安装有用于限位的管线卡环8。
其中，所述转向器9的每个管线出口内均安装有出口密封10。所述转向器9内壁对称设置有两个轴向管线过渡孔，供两条管线7穿过，每条管线7的内层挠性轴701及外层空心管线702穿过转向器9进行转向，两条管线7交叉转向后分别连接位于管线出口的两个分支钻头11。
其中，所述涡轮转子3安装与旋转芯轴6上，所述旋转芯轴6下端连接管线7的内层挠性轴701，涡轮转子3转动时，带动旋转芯轴6与内层挠性轴701旋转。
其中，所述涡轮支撑座4和旋转芯轴6之间设置有旋转轴承5，所述涡轮支撑座4上端与涡轮定子2连接，下端与管线7的外层空心管线702连接。上部涡轮A和下部涡轮B旋转下行时，可带动各自连接的管线7下行。
本发明涡轮钻进式多分支小井眼完井工具的上下扣型均为API标准扣型，这样便于与现场其它工具的连接，主要用于老井修井作业，满足开窗作业要求，操作方法采用以下步骤：
步骤一，完成下井前的准备工作：将本发明涡轮钻进式多分支小井眼完井工具与作业管柱相连，其中，涡轮钻进式多分支小井眼完井工具可单独使用，也可分段多个重复使用。
步骤二，作业管柱下入到位后，内部打压循环，循环液体经过上部涡轮A和下部涡轮B，涡轮转子3产生扭矩，传递给旋转芯轴6，直至经过内层挠性轴701传递给分支钻头11，为老井开窗作业提供扭矩，在预定的作业时间内进行老井开窗及钻进作业。
在产生扭矩的同时，产生的钻压通过涡轮支撑座4传递给外层空心管线702，外层空心管线702下压到分支钻头11，为开窗及钻进作业提供钻压。外层空心管线702及内层挠性轴701之间有环空，循环液体通过此环空传递到分支钻头11水眼。
步骤三，整个开窗钻进作业结束后，上提作业管柱，切断管线7与分支钻头11之间的连接，回收整套涡轮钻进式多分支小井眼完井工具；
步骤四，起出作业管柱后，下套铣打捞作业工具，清洁井眼，完成整个作业流程。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，包括外套管(1)，其特征在于，所述外套管(1)下部连接有转向器(9)，所述转向器(9)侧壁对称设置有两个管线出口；所述外套管(1)内设置有上部涡轮(A)和下部涡轮(B)，所述上部涡轮(A)和下部涡轮(B)均包括由外而内依次设置的涡轮定子(2)、涡轮支撑座(4)、涡轮转子(3)和旋转芯轴(6)，所述上部涡轮(A)和下部涡轮(B)的下端均连接有管线(7)，每条所述管线(7)的下端均连接分支钻头(11)，两个分支钻头(11)分别设置于转向器(9)的两个管线出口内；
每条所述管线(7)均包括内层挠性轴(701)和外层空心管线(702)，所述内层挠性轴(701)上端与旋转芯轴(6)连接，下端与分支钻头(11)连接，所述外层空心管线(702)上端与涡轮支撑座(4)连接，下端与分支钻头(11)接触。
2.根据权利要求1所述的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，其特征在于，所述转向器(9)的每个管线出口内均安装有出口密封(10)；所述转向器(9)内壁对称设置有两个轴向管线过渡孔，供两条管线(7)穿过后，两条管线(7)交叉转向分别连接位于管线出口的两个分支钻头(11)。
3.根据权利要求1所述的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，其特征在于，所述涡轮转子(3)安装与旋转芯轴(6)上，所述旋转芯轴(6)下端连接管线(7)的内层挠性轴(701)，涡轮转子(3)转动时，带动旋转芯轴(6)与内层挠性轴(701)旋转。
4.根据权利要求1所述的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，其特征在于，所述涡轮支撑座(4)和旋转芯轴(6)之间设置有旋转轴承(5)，所述涡轮支撑座(4)上端与涡轮定子(2)连接，下端与管线(7)的外层空心管线(702)连接；上部涡轮(A)和下部涡轮(B)旋转下行时，可带动各自连接的管线(7)下行。
5.根据权利要求1所述的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，其特征在于，所述外层空心管线(702)和内层挠性轴(701)之间设置有环空，所述外层空心管线(702)上安装有用于限位的管线卡环(8)。
6.根据权利要求1所述的涡轮钻进式多分支小井眼完井工具，其特征在于，所述下部涡轮(B)的涡轮定子(2)设置有轴向槽孔，用于上部涡轮(A)连接的管线穿过。
7.一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，完成下井前的准备工作：将本发明涡轮钻进式多分支小井眼完井工具与作业管柱相连，其中，涡轮钻进式多分支小井眼完井工具单独使用或分段重复使用；
步骤二，作业管柱下入到位后，内部打压循环，在预定的作业时间内进行老井开窗及钻进作业；
步骤三，上提作业管柱，切断管线(7)与分支钻头(11)之间的连接，回收整套涡轮钻进式多分支小井眼完井工具；
步骤四，下套铣打捞作业工具，清洁井眼。
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