CN1300440C - 预开窗分支井完井装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油工业中油气井分支井作业中的完井装置及方法，包括定向筒、复合斜向器及预开窗装置。定向筒设有定向键槽，以定位复合斜向器，复合斜向器由两个同心斜向器组成，预开窗装置连接在套管悬挂器下端，预先设置一椭圆形孔，以连通主井眼。用本发明的装置方法可以完成一个或多个分支井眼：即在主井眼和分支井眼的套管悬挂器上端均接有定向筒，当第一个分支井眼完钻后，在套管悬挂器下面连接预开窗装置，以使主井眼和分支井眼连通。如此重复施工，可完成多个分支井。

Description

预开窗分支井完井装置
                            技术领域
本发明涉及一种预开窗分支井完井装置及方法，属于石油地质工业中钻井方法或设备。
                            技术背景
所谓分支井就是在一个主井眼内钻出两个以上的井眼，与目前比较成熟的水平井、侧钻水平井技术相比具有更大的优越性，一方面可以发挥水平井高效、高产的优势，增加泄油面积，挖掘剩余油潜力，提高采收率，改善油田开发效果。另一方面可共用一个主井眼同时开采两个或两个以上的油层或不同方向的同一个油层，在更好地动用储量的同时比水平井更节省投资。分支井技术已成为一项开采原油的先导技术。
然而对分支井中井眼的连通问题一直困扰着人们，目前国内外主要利用分支井眼完钻后，进行套铣回收或套管开窗的方式，连接主井眼与各分支井眼，如在200410004401.0中就叙述了一种套管开孔连接主井眼与分支井眼的装置和方法，但这些方法不但费时，而且风险性很大，经常导致分支井眼和主井眼套管损坏，无法保证密封及分支井眼的完整性，妨碍了分支井眼的再进入，降低了油井寿命。
                            发明内容
为解决上述难题，本发明采用预开窗方式连通主井眼和分支井眼，进一步完善和配套了分支井钻井技术，降低了分支井的风险性，降低了钻井作业成本，提高了油井寿命。本发明的目的在于为钻井现场提供一种预开窗分支井完井装置及方法。
本发明的技术方案如下：
一种预开窗分支井完井装置，它主要包括：定向筒、复合斜向器及分支井预开窗装置。
所述的定向筒连接在悬挂器的上端，设有定向键槽，用于定位复合斜向器。
所述的复合斜向器由两个同心斜向器组成，两者之间在上端通过销钉连接。内斜向器斜面上端加工有孔，用于回收，中空斜向器下端外部加工有键可与定向筒键槽配合。
所述的预开窗装置连接在套管悬挂器的下端，侧面预先开有椭圆形孔的特殊套管短节，内部有一衬管，衬管上端连接钻柱，下端与旋转短节的上端通过丝扣连接，其丝扣为左旋扣。旋转短节内有轴承，具有旋转功能。
主井眼完钻下入套管时，在套管悬挂器上端连接定向筒，固井后，下入复合斜向器为分支井眼开窗提供定位，开窗完成后，取出内斜向器，下入分支井眼套管柱，在套管柱的上端由下往上依次连接预开窗装置、套管悬挂器及定向筒，通过下套管精确的深度控制及旋转短节的旋转功能，使预开窗装置的预开窗口与中空斜向器配合，实现主井眼与分支井眼的贯通。如此重复施工，可完成多个分支井眼。
                            附图说明
图1：预开窗分支井完井装置示意图
图2：复合斜向器示意图
1-衬管  2-密封衬套  3-预开窗口套管短节  4-旋转短节  5-变径短节  6-定向键槽  7-套管悬挂器  8-复合斜向器  9-打捞孔  10-内斜向器  11-定向键  12-中空斜向器  13-限位销钉  14-挡板  15-预开窗口
                            具体实施方式
现结合说明书附图对本发明作进一步描述。
本发明是这样实现的：
预开窗完井装置由定向筒、复合斜向器、预开窗装置组成。
所述的定向筒上端开有键槽6，可配合复合斜向器的定向键11进行方位确定。
所述的复合斜向器由内斜向器10、定向键11、挡板14、限位销钉13、中空斜向器12组成，内斜向器10与中空斜向器12斜面相同，内斜向器10上端开有打捞孔9，中空斜向器12与内斜向器10之间有限位销钉13防止内斜向器10窜动，中空斜向器12下端为可钻性材料制作的挡板14。
所述的预开窗装置由预开窗口套管短节3、衬管1、密封衬套2、旋转短节4、变径短节5组成。预开窗口套管短节3是在套管一侧开有与中空斜向器斜面相配合的椭圆形孔的管状体，该孔即是预开窗口15。预开窗口套管短节3上端连接套管悬挂器7，下端与旋转短节4通过丝扣相连。衬管1上端连接钻柱，下端与旋转短节4相连，衬管1的主要作用在于悬挂套管柱及堵塞套管窗口，衬管1与预开窗口套管短节3之间在上端有密封衬套，主要起密封固井水泥浆的作用，旋转短节4上端丝扣下方有台阶，台阶下加工有左旋母扣与衬管1连接，下端装有轴承，具有旋转功能，旋转短节4最下端与变径短节5相连，变径短节5连接分支井眼套管柱。
在油气作业中，当第一井眼即主井眼钻井作业完成后，下入悬挂器上端连接有定向筒的套管柱，固井，完井后，下入复合斜向器8，转动复合斜向器8使复合斜向器8与定向筒的定向键槽6相配合，从而控制斜向器斜面的方向，即分支井眼的方向。
分支井眼完钻后，利用打捞孔9收回内斜向器10，下入分支井眼套管柱，末端连接预开窗装置，当套管柱下至计算精确井深，预开窗口15与中空斜向器12内腔连通，做封悬挂器，固井，当固井完成后，转动钻具，倒开钻柱与衬管1之间的左旋丝扣，使衬管丢手。下入常规钻具钻掉中空斜向器的挡板，从而实现主井眼与分支井眼的连通。如此重复进行，可完成多个分支井眼作业。
本发明的优越性在于：
1、预开分支井眼套管的窗口，保证完井套管的质量，避免在完井后开孔造成对主井眼套管和分支井眼套管的损坏。
2、提高了分支井叉口部位的密封性。
3、降低了分支井的风险。

Claims (2)

1.一种预开窗分支井完井装置，包括定向筒、复合斜向器、预开窗装置，定向筒上端开有定向键槽，其特征在于：复合斜向器由内斜向器(10)、定向键(11)、挡板(14)、限位销钉(13)、中空斜向器(12)组成，内斜向器(10)与中空斜向器(12)斜面相同，内斜向器(10)上端开有打捞孔(9)，中空斜向器(12)与内斜向器(10)之间有限位销钉(13)，中空斜向器(12)下端为可钻性材料制作的挡板(14)。
2.根据权利要求1所述的一种预开窗分支井完井装置，其特征在于：预开窗装置包括预开窗口套管短节(3)、衬管(1)、密封衬套(2)、旋转短节(4)、变径短节(5)，预开窗口套管短节(3)是在套管一侧开有与中空斜向器(12)斜面相配合的预开窗口的管状体，预开窗口(15)为椭圆形孔，预开窗短节(3)上端连接套管悬挂器，下端与旋转短节(4)通过丝扣相连，衬管(1)上端连接钻柱，下端与旋转短节(4)相连，衬管(1)与预开窗短节(3)之间在上端有密封衬套(2)，旋转短节(4)上端丝扣下方有台阶，台阶下加工有左旋母扣与衬管(1)连接，下端装有轴承，旋转短节(4)最下端与变径短节(5)相连，变径短节(5)连接分支井眼套管柱。
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