CN113279713A - 一种分支窗口支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种分支窗口支撑装置，包括工具本体；设置在所述工具本体上的支撑环，所述支撑环上设置有支撑环滑动槽；在初始状态时，所述支撑环固定在所述工具本体的第一位置上，在下入到井下之后所述支撑环在压力的作用下向下移动到所述工具本体的第二位置上；以及设置在所述支撑环上舌板，所述舌板的上部卡接在所述支撑环滑动槽内，其中，在初始状态时，所述舌板位于所述支撑环滑动槽的内部；在所述支撑环从所述第一位置移动到第二位置时，所述支撑环滑动槽推动所述舌板下端沿径向弯曲并打开，从而支撑分支窗口。

Description

一种分支窗口支撑装置

技术领域

本发明涉及一种分支窗口支撑装置，具体说是在分支井固完井中用于窗口支撑和联接的工具，属于固完井工具领域。

背景技术

分支井完井是提高单井控制储量，实现油气勘探开发降本增效的重要方法之一。分支井完井时通常采用专用窗口工具，来进行分支井窗口的支撑，并将分支井管串回接到主井筒。现有的分支井窗口工具一般在工具管体上焊接定位定向挂钩，通过挂钩与主井筒开窗窗口配合，进行整个分支井管串下入深度及管串方向的确定。

焊接式定位定向舌板具有定位定向准确等优点，但在结构上也存在较大的使用局限性：第一，定位挂钩焊接在窗口工具的管壁外侧，挂钩的坐挂承载性能对焊接质量要求较高，若焊接质量较差，在挂钩承载时易发生焊接开裂，因此不易进行定位判断；第二，受工具外径尺寸限制，定位挂钩与工具本体之间间隙有限，只有在上层套管壁厚较小时，才能实现挂钩定位。如为适应厚壁套管窗口定位要求，增大挂钩与窗口工具管壁间隙，则会造成工具外径增大，无法下入。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种分支窗口支撑装置，初始状态时，舌板在下入过程中内藏于工具本体保护套中，防止舌板磕碰，便于安全下入；工具下入到位后，通过液压控制液缸，推动定位舌板张开，开口与分支井套管开窗窗口配合定位。

本发明提出了一种分支窗口支撑装置，包括：

工具本体；

设置在所述工具本体上的支撑环，所述支撑环上设置有支撑环滑动槽；在初始状态时，所述支撑环固定在所述工具本体的第一位置上，在下入到井下之后所述支撑环在压力的作用下向下移动到所述工具本体的第二位置上；以及

设置在所述支撑环上舌板，所述舌板的上部卡接在所述支撑环滑动槽内，

其中，在初始状态时，所述舌板位于所述支撑环滑动槽的内部；在所述支撑环从所述第一位置移动到第二位置时，所述支撑环滑动槽推动所述舌板下端沿径向弯曲并打开，从而支撑分支窗口。

本发明的进一步改进在于，所述支撑环的下方设置有防撬环，所述防撬环的侧面设置有防撬卡槽，所述舌板的中部卡接在所述防撬卡槽内。

本发明的进一步改进在于，所述防撬卡槽的内部设置有支撑斜面，所述舌板的内侧设置有与所述支撑斜面相配合的滑动斜面；

其中，所述支撑环向下移动的过程中向所述舌板提供向下的力，所述滑动斜面沿所述支撑斜面向下移动，并在支撑斜面的作用下使所述舌板的下部弯曲并沿径向打开。

本发明的进一步改进在于，所述防撬卡槽包括上部的窄槽部和下部的宽槽部；所述窄槽部和所述宽槽部过渡的位置设置有防撬斜面；

所述舌板的中部设置有卡接在所述窄槽部的窄杆，所述窄杆的下部设置有舌板防撬侧翼；舌板防撬侧翼上设置有与所述防撬斜面相配合的斜边；

其中，所述舌板的下部弯曲并沿径向打开时，所述防撬斜面阻挡所述斜边，阻止所述舌板的中部沿径向移出。

本发明的进一步改进在于，所述工具本体上设置有限位环，所述限位环的下方设置有固定环，所述防撬环固定在所述固定环的上方；

所述支撑环在所述第一位置时，其上端接触所述限位环；所述支撑环在所述第二位置时，其下端接触所述防撬环。

本发明的进一步改进在于，所述工具本体的外侧设置有第一台阶，所述支撑环的内侧设置有第二台阶；所述第一台阶和第二台阶之间形成压力腔体，所述工具本体上沿径向开设有传压孔；

通过所述传压孔将所述工具本体内部的压力传递到所述压力腔体内，所述第二台阶受到的压力增大，推动所述支撑环向下移动。

本发明的进一步改进在于，所述工具本体的外壁上位于所述第一台阶的上方的位置设置有第一密封槽，所述支撑环的内侧位于所述第二台阶下方的位置设置有第二密封圈；

所述第一密封槽内设置有第一密封圈，所述第二密封槽内设置有第二密封圈。

本发明的进一步改进在于，所述支撑环滑动槽的上边缘设置有滑动槽斜面。

本发明的进一步改进在于，所述工具本体的侧面设置有凹槽。

本发明的进一步改进在于，所述工具本体的上部设置有上接头。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种分支窗口支撑装置，初始状态时，舌板在下入过程中内藏于工具本体保护套中，防止舌板磕碰，便于安全下入；工具下入到位后，通过液压控制液缸，推动定位舌板张开，开口与分支井套管开窗窗口配合定位。由于开口增大，因此提高了对上层套管，尤其是厚壁套管的适应能力；同时设计高承载舌板结构，采用台阶承载，减小舌板承载时的外翘载荷，设计外翘承载翼板，使舌板可以承受更大的外翘载荷，从而提高窗口工具在定位承载时的可靠性。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置的结构示意图；

图2所示为本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置的结构示意图，显示了舌板处于第一位置时的主视方向的状态；

图3所示为本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置的结构示意图，显示了舌板处于第一位置时的侧视方向的剖视结构；

图4所示为图3的局部放大图；

图5所示为本发明的一个实施例的舌板的连接结构示意图，显示了舌板处于第一位置时与支撑环的位置关系；

图6所示为本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置的结构示意图，显示了舌板处于第二位置时的主视方向的状态；

图7所示为本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置的结构示意图，显示了舌板处于第二位置时的侧视方向的剖视结构；

图8所示为图7的局部放大图；

图9所示为本发明的一个实施例的舌板的连接结构示意图，显示了舌板处于第二位置时与支撑环的位置关系；

图10所示为本发明的一个实施例的支撑环的结构示意图；

图11所示为本发明的一个实施例的防撬环的结构示意图；

图12所示为本发明的一个实施例的舌板的结构示意图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、工具本体，2、支撑环，3、防撬环，4、舌板，11、限位环，12、固定环，13、压力腔体，14、传压孔，15、第一密封槽，16、凹槽，17、上接头，21、支撑环滑动槽，22、滑动槽斜面，23、第二密封圈，31、防撬卡槽，32、滑动斜面，33、窄槽部，34、宽槽部，35、防撬斜面，41、窄杆，42、舌板防撬侧翼，43、斜边。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的分支窗口支撑装置，其特征在于，包括工具本体1。工具本体1为圆筒形的结构，其内部为中空的结构，设置有流道。工具本体1上设置有支撑环2，支撑环2在初始状态时固定在所述工具本体1的第一位置上；在进入在下入到井下之后所述支撑环2在压力的作用下向下移动到所述工具本体1的第二位置上。第一位置为支撑环2的初始位置，也是下入到井下的过程中所处的位置，第二位置在第一位置的下方。所述支撑环2上设置有支撑环滑动槽21。所述支撑环2上设置有舌板4，舌板4的上部卡接在所述支撑环滑动槽21内。

其中，在初始状态时，如图1和图2所示，所述舌板4位于所述支撑环滑动槽21的内部；在所述支撑环2从所述第一位置移动到第二位置时，如图6和图7所示，所述支撑环滑动槽21推动所述舌板4下端沿径向弯曲并打开，从而支撑分支窗口。

在使用根据本实施例所述的分支窗口支撑装置的过程中，工具下入过程中，定位舌板4收缩在工具本体1内，减小工具最大外径，防止舌板4磕碰，便于安全下入。工具下入到位后，通过液压控制液缸，推动定位舌板4径向张开，开口与分支井套管开窗窗口配合定位。由于舌板4为可张开结构，因此当上层套管为厚壁套管时，也可进行定位，提高了对不同壁厚上层套管的适应能力。

在一个实施例中，如图4和图8所示，所述支撑环2的下方设置有防撬环3，防撬环3能够卡接所述舌板4，避免其移出。支撑环2的侧面设置有防撬卡槽31，舌板4的中部卡接在所述防撬卡槽31内。

在初始状态时，所述支撑环2处于第一位置的时候，支撑环2与防撬环3之间具有一定的距离，同时所述舌板4与所述支撑环2之间也有一定的距离；支撑环2处于第二位置的时候，支撑环2与防撬环3相接触，并且支撑环2接触舌板4并向舌板4施加一定的力。由于舌板4与防撬环3相连，舌板4的中部不会脱离防撬环3而移出、掉落。

在一个实施例中，如图11所示，所述防撬卡槽31的内部设置有支撑斜面，支撑斜面的上端沿径向靠近支撑环2的内侧，支撑斜面的下端沿径向靠近支撑环2的外侧。所述舌板4的内侧(靠近工具本体1中心的一侧)设置有滑动斜面32，滑动斜面32的倾斜度与支撑斜面的倾斜度相配匹，滑动斜面32贴靠在支撑斜面上，并且能够在支撑斜面上小范围内滑动。

在根据本实施例所述的分支窗口支撑装置工作的过程中，所述支撑环2在向下移动时向所述舌板4提供向下的力，所述滑动斜面32沿所述支撑斜面向下移动，并在支撑斜面的作用下使所述舌板4的下部沿径向向外弯曲，从而使舌板4的下部沿径向打开并支撑分支窗口。

在一个实施例中，如图11所示，所述防撬卡槽31包括两部分，上部分为窄槽部33，下部分为宽槽部34。所述窄槽部33和宽槽部34过渡的位置设置有防撬斜面35。防撬斜面35设置在宽槽部34的上端的水平的边缘，防撬斜面35的上端朝向防撬环3径向方向的内侧，下端朝向防撬环3径向方向的外侧。

在本实施例中，所述舌板4的中部设置有卡接在所述窄槽部33的窄杆41，所述窄杆41的下部设置有舌板防撬侧翼42。舌板防撬侧翼42上设置有与所述防撬斜面35相配合的斜边43。其中，所述舌板4的下部弯曲并沿径向打开时，所述防撬斜面35阻挡所述斜边43，阻止所述舌板4的中部沿径向移出。

在根据本实施例所述的分支窗口支撑装置中，如图12所示，舌板4的中部设置窄杆41，并卡接在防撬卡槽31的窄槽部33内。舌板防撬侧翼42设置在窄杆41下部的两侧的上端，与防撬斜面35向对的位置上。防撬斜面35覆盖在舌板防撬侧翼42的斜边43上，因此能够阻挡舌板4移出。

所述防撬卡槽31的支撑斜面和防撬斜面35能够在工作过程中减小舌板4承载时的外翘载荷，同时设计外翘承载翼板，使舌板4可以承受更大的外翘载荷，更易于进行到位后的载荷判断，从而提高窗口工具定位可靠性。

在一个实施例中，如图10所示，工具本体1的中部的外壁上设置有限位环11，限位环11为环形的结构，套接在工具本体1上，并固定设置。工具本体1上还套设有固定环12，固定环12的位置处于限位环11的下方，并与限位环11具有一定的距离所述防撬环3设在固定环12的上方，并与工具本体1相对固定。支撑环2设在限位环11和固定环12之间。

所述支撑环2在所述第一位置时，如图4和图5所示，其上端接触所述限位环11；所述支撑环2在所述第二位置时，如图8和图9所示，其下端接触所述防撬环3。限位环11的作用是限制支撑环2在第一位置时向上移动，固定环12的作用是限制防撬环3向下移动，从而限制支撑环2在第二位置时继续向下移动。

在一个实施例中，如图4和图8所示，所述工具本体1的外壁上设置有第一台阶，工具本体1上第一台阶的上方的部分的外径较大，下方的部分外径较小，从而形成台阶。支撑环2的内侧设置有第二台阶，支撑环2上第二台阶的上方的部分的内径较大，与工具本体1的第一台阶上方的部分相配合，支撑环2上第二台阶的下方的部分的内径较小，与工具本体1的第一台阶的下方的部分相配合。第一台阶和第二台阶之间不相接触，两者之间具有一定的距离，在这个距离的空间内形成压力腔体13。工具本体1上设置有传压孔14，传压孔14沿径向设置，其外端连通压力腔体13，内端连通工具本体1中心的流道。

在使用根据本实施例所述的分支窗口支撑装置时，如图4所示，通过所述传压孔14将所述工具本体1内部的压力传递到所述压力腔体13内，所述第二台阶受到的压力增大，推动所述支撑环2向下移动。在本实施例所述装置下入到井下位置后，如图8所示，通过在流道内增加压力而使压力腔体13内的压力增大，从而控制支撑环2向下移动，从而打开舌板4并支撑分支窗口。

在一个优选的实施例中，所述工具本体1的外壁上位于所述第一台阶的上方的位置设置有第一密封槽15，所述第一密封槽15内设置有第一密封圈。所述支撑环2的内侧位于所述第二台阶下方的位置设置有第二密封圈23，所述第二密封槽内设置有第二密封圈23。第二密封槽内设置有第二密封圈23。第一密封圈和第二密封圈23分别密封工具本体1和支撑环2之间的空隙，使压力腔体13处于密封的状态，第一密封槽15密封压力腔体13的上方，第二密封槽密封压力腔体13的下方。

在一个实施例中，如图10所示，所述支撑环滑动槽21的上边缘设置有滑动槽斜面22。在支撑环2滑动时，滑动斜面32为倾斜接触舌板4的上端。在滑动斜面32推动舌板4移动的过程中，舌板4受到斜向下的推力可以分解为一个沿径向的推力和一个向下的推力，为舌板4向下移动提供一定的弹性空间。

在一个实施例中，所述工具本体1的侧面设置有凹槽16。凹槽16朝向主井眼的一侧，在支撑分支井眼的时候，可以通过凹槽16连通主井眼。

在一个实施例中，所述工具本体1的上部设置有上接头17。所述上接头17上设置有螺纹，用于连接其他上游组件。通过上接头17连接上游组件，连接更加稳固，同时便于拆卸。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分支窗口支撑装置，其特征在于，包括：

工具本体(1)；

设置在所述工具本体(1)上的支撑环(2)，所述支撑环(2)上设置有支撑环滑动槽(21)；在初始状态时，所述支撑环(2)固定在所述工具本体(1)的第一位置上，在下入到井下之后所述支撑环(2)在压力的作用下向下移动到所述工具本体(1)的第二位置上；以及

设置在所述支撑环(2)上舌板(4)，所述舌板(4)的上部卡接在所述支撑环滑动槽(21)内，

其中，在初始状态时，所述舌板(4)位于所述支撑环滑动槽(21)的内部；在所述支撑环(2)从所述第一位置移动到第二位置时，所述支撑环滑动槽(21)推动所述舌板(4)下端沿径向弯曲并打开，从而支撑分支窗口。

2.根据权利要求1所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述支撑环(2)的下方设置有防撬环(3)，所述防撬环(3)的侧面设置有防撬卡槽(31)，所述舌板(4)的中部卡接在所述防撬卡槽(31)内。

3.根据权利要求2所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述防撬卡槽(31)的内部设置有支撑斜面，所述舌板(4)的内侧设置有与所述支撑斜面相配合的滑动斜面(32)；

其中，所述支撑环(2)向下移动的过程中向所述舌板(4)提供向下的力，所述滑动斜面(32)沿所述支撑斜面向下移动，并在支撑斜面的作用下使所述舌板(4)的下部弯曲并沿径向打开。

4.根据权利要求3所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述防撬卡槽(31)包括上部的窄槽部(33)和下部的宽槽部(34)；所述窄槽部(33)和所述宽槽部(34)过渡的位置设置有防撬斜面(35)；

所述舌板(4)的中部设置有卡接在所述窄槽部(33)的窄杆(41)，所述窄杆(41)的下部设置有舌板防撬侧翼(42)；舌板防撬侧翼(42)上设置有与所述防撬斜面(35)相配合的斜边(43)；

其中，所述舌板(4)的下部弯曲并沿径向打开时，所述防撬斜面(35)阻挡所述斜边(43)，阻止所述舌板(4)的中部沿径向移出。

5.根据权利要求4所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述工具本体(1)上设置有限位环(11)，所述限位环(11)的下方设置有固定环(12)，所述防撬环(3)固定在所述固定环(12)的上方；

所述支撑环(2)在所述第一位置时，其上端接触所述限位环(11)；所述支撑环(2)在所述第二位置时，其下端接触所述防撬环(3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述工具本体(1)的外侧设置有第一台阶，所述支撑环(2)的内侧设置有第二台阶；所述第一台阶和第二台阶之间形成压力腔体(13)，所述工具本体(1)上沿径向开设有传压孔(14)；

通过所述传压孔(14)将所述工具本体(1)内部的压力传递到所述压力腔体(13)内，所述第二台阶受到的压力增大，推动所述支撑环(2)向下移动。

7.根据权利要求6所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述工具本体(1)的外壁上位于所述第一台阶的上方的位置设置有第一密封槽(15)，所述支撑环(2)的内侧位于所述第二台阶下方的位置设置有第二密封圈(23)；

所述第一密封槽(15)内设置有第一密封圈，所述第二密封槽内设置有第二密封圈(23)。

8.根据权利要求6所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述支撑环滑动槽(21)的上边缘设置有滑动槽斜面(22)。

9.根据权利要求8所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述工具本体(1)的侧面设置有凹槽(16)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的分支窗口支撑装置，其特征在于，所述工具本体(1)的上部设置有上接头(17)。

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