[发明专利]预成型六级分支井系统工具

摘要

石油完井用的预成型六级分支井系统工具，由送入工具短节、主井筒膨胀密封短节、中心杆、膨胀锥、膨胀发射腔、承力插座、丝堵、通液孔、内衬管、滑动槽、滑动键、滑动定向帽、铁裤上腰部、铁裤臀部、两裤支结合部、分支引导管、主支腿、分支腿、分支出口扶正块、分支引子、上定位套、分支井筒、基础套管、附胶套膨胀割缝管柱组成，该工具采用可膨胀割缝管预成型人形铁裤分支机构、主井筒膨胀悬挂密封系统工具、送入机构、坐挂定向机构共同实现窗口搭接处与井筒间的压力完整，完成主井与分支井的整井密封。该工具解决了现有技术中存在的由于在分支井眼与主井眼窗口联接处均为多管的搭接无法清除缝隙，搭接部位与井筒压力不一致的问题。可用于石油完井作业中。

主权项

一种预成型六级分支井系统工具，由送入工具短节1、主井筒膨胀密封短节2、中心杆3、膨胀锥4、膨胀发射腔5、承力插座6、丝堵7、通液孔8、内衬管9、滑动槽10、滑动键11、滑动定向帽12、铁裤上腰部13、铁裤臀部14、两裤支结合部15、分支引导管16、主支腿17、分支腿18、分支出口扶正块19、分支引子20、上定位套21、分支井筒22、主支井筒23、基础套管24、附胶套膨胀割缝管柱25组成，其特征在于：预成型六级分支井系统工具是在现有分支井完井系统工具的基础上，采用可膨胀割缝管预成型人形铁裤分支机构、主井筒膨胀悬挂密封系统工具，送入机构、坐挂定向机构共同实现窗口搭接处与井筒间的压力完整，完井后主井眼与各分支井眼直径仍保持一致。该系统工具送入机构、主井筒膨胀密封悬挂机构，由送入工具短节1、主井筒膨胀密封短节2、中心杆3、膨胀锥4、膨胀发射腔5、承力插座6、丝堵7构成；系统工具坐挂定向机构，由内衬管9、滑动槽10、滑动键11、滑动定向帽12构成；系统工具可膨胀割缝管预成型人形铁裤分支机构，由预制铁裤上腰部13、铁裤臀部14、两裤支结合部15、主支腿17、分支腿18构成；送入工具短节1上部设有钻杆扣，下部设有内螺纹，下部外部尺寸与主井筒膨胀密封短节2的内径相匹配，中间凸出部分直接搭在膨胀密封短节2的顶部；中心杆3与送入工具短节1螺纹连接，中心杆3中间部分外径大于两端，中间凸出部分设有通液孔8，中心杆3两端外径光滑，其下端与丝堵螺纹连接，丝堵7外径大于承力插座6内孔直径；用工具钢制成上端为锥状，锥度9-20度，内腔设有密封槽的膨胀锥4，内径与中心杆3上部尺寸相匹配，依靠中心杆3的中间凸起固定在主井筒膨胀密封短节2内；膨胀发射腔5的外径不大于上部主井套管的通径；用具有良好塑性的可膨胀材料16Mn、不锈钢合金材料制成内有锥面，下有内丝扣的主井筒膨胀密封短节2并与内衬管9螺纹连接；承力插座6为圆环形，内外均设有密封槽，外环上设有防转槽，可通过主井筒膨胀密封短节2外设销钉与之紧固防转，也可通过内衬管9上口设凸起紧固防转，该插座还没有边孔，此边孔须将分支引导管16密封并固定其内；内衬管9为一圆形钢管，其上端与膨胀密封短节2螺纹连接，外径一侧或相对应的两侧设有滑动槽10，长度不小于椭圆形分支腿18的长度，滑动定向帽12下端设有20-60度的斜面，通过剪切与滑动键11固定在内衬管9上，最大外径不大基础套管24通径；预制人形铁裤：铁裤上腰部13、铁裤臀部14、两裤支结合部15、主支腿17、分支腿18；整个人形铁裤分支机构的外部均硫化或涂刷有耐磨蚀耐高温橡胶；主支腿17、分支腿18为椭圆形，且主支腿17比分支腿18长，可预制成型后进行割缝，也可先割缝再成型，割缝后交错排列，组合后的最大外径小于三级或四级完井管柱内通径；在分支腿18中设有分支引导管16，分支腿18下端设有分支出口扶正块19和分支引子20，分支引子20外径小于主支腿17或分支腿18的短轴长度，在三级或四级分支井完井管柱中，管柱的上端设有上定位套21，管柱的下端设有分支井筒22、主支井筒23和基础套管24；基础套管24本体为中空常规套管，分支井筒22为预开孔中空分支井筒，预开孔处为椭圆形，椭圆长轴直径与主支井筒23上设有导斜器斜面长度相当，短轴直径略小于开孔套管通径。将该系统工具组装后，送入工具短节1上与钻杆螺纹连接并送入井下分支窗口，坐挂定向机构的滑动定向帽12自动找正主井预留上定位套21并坐其上，此时人形铁裤的分支腿18与分支井筒22方位一致，分支腿18内尾部上翘的分支引子20自动进入分支井筒22内，现场施工者可根据情况判断之后，利用钻具的重量下压系统工具，使主支腿17与分支腿18分开，直致两裤支结合部15骑在窗口的底沿上，完成预成型筛管的送入后，地面开泵打压，当压力达到一定值后，产生的推力推动膨胀锥4前行，使主支井筒23膨胀密封悬挂机构中的主井筒膨胀密封短节2膨胀并紧贴附在基础套管24的管壁上，当压力突降，即完成主井筒上部的膨胀密封悬挂，此时膨胀锥4从膨胀密封短节中窜出完成丢进，而后起出管柱，连在中心杆3上的丝堵7将承力插座6及其上的分支引导管16、分支出口扶正块19、分支引子20带出，留下井下工具，再下入固定胀锥或变径胀锥，从上至下依次对预制铁裤分支腿18和主支腿17进行膨胀，使其紧贴附在多管搭接的三、四级分支井完井管柱中，至此完成主井与分支井的整井密封。