一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法

2023-05-09 07:28:46 1

專利名稱：一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法
技術領域：
本發明涉及一種油氣水井完井窗口密封用的一種用金屬膨脹管 實現分支井窗口密封的方法。
背景技術：
目前國內外的分支井技術日益成熟，但主要還是採用四級以下的 鑽完井方法。現有鑽井分支井的方法普遍採用的方式是首先使用造斜 器在套管壁上開窗側鑽，待分支井眼鑽完後，下入分支井眼完井管柱， 並利用預開孔套管實現分支井窗口處分支井眼與主井眼的貫通和機 械支撐。但是由於分支井完井難度大，分支井接縫處固井質量差，尤 其是分支井開窗處密封問題沒有可靠的解決方案，無法有效的防止地 層流體和細沙通過接縫進入套管，地層壓力的非完整性密封限制了分 支井技術的發展。國外較先進的六級分支井鑽井方法是在主井眼鑽進 到分支井位置時，首先下入擴眼工具擴大井眼，然後下入分叉管柱接 頭並固井，再利用小尺寸鑽頭通過分支管柱內部鑽分支井眼。該種方 法施工較簡單，但是分支井眼尺寸較小，鑽具對分支井管會造成較大 的損傷，分支管柱完井的機械強度和密封性得不到保證。因此，到目 前分支井完井的窗口密封方法和結構形式以及相應配套工具的研製 依然是國內外研製的熱點問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法，該方法解決了現有技術中存在的由於分支井完井難度大，分支 井接縫處固井質量差，尤其是分支井開窗處的密封問題。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是 一種用金屬膨 脹管實現分支井窗口密封的方法，主要通過分支井窗口密封結構、定 位定向送入裝置和分叉金屬膨脹管下入系統說明該密封方法首先按 現有分支井鑽井方法完成主井眼的鑽進並下入主井眼完井管柱，然後 下入造斜器到設計開窗位置側鑽開窗並完成分支井眼鑽進，將分支井 眼的完井管柱通過預開孔懸掛裝置掛接在空心導斜器上部，利用送入 裝置將預變形分叉密封機具下入到窗口位置，由專用的膨脹管下入系 統實現密封金屬膨脹恢復和膨脹密封。分支井窗口密封結構，由導入 喇叭口、定位定向送入裝置、限位定向套、調長套管、主井眼封隔器、 預開孔懸掛裝置、空心導斜器、主井眼套管、人字形分叉金屬膨脹管 主井眼部分、導斜器連接件及下封隔器、分支裸眼、人字形分叉金屬 膨脹管分支眼部分組成；導入喇叭口與定向送入裝置用螺紋或焊接連 接，可將導入喇叭口作為定位定向送入裝置一個部件與其製成一體。 導入喇叭口的存在保證後續管柱的順利下入。定位定向送入裝置與限 位定向套配合實現分叉裝置的周向定向和軸向定位，使分叉裝置的分 支井眼部分可靠進入預開孔懸掛裝置並可保證其軸向位置，使金屬膨 脹管的分叉高點位置恰好位於套管開窗的上窗口頂點位置，限位定向 套與調長套管螺紋連接，其定位面與預開孔懸掛裝置的開口具有確定 的角度，為定位定向送入裝置提供準確的軸向和周向定位。調長套管 與主井眼封隔器及預開孔懸裝置螺紋連接，具有調整限位定向套至窗口上端的距離，保證分叉金屬膨脹管送入過程中可靠定位的作用。預 開孔懸掛裝置下部與分支井眼完井管柱螺紋連接並下入分支井眼內， 下放到位後懸掛在空心導斜器的頂部。空心導斜器的斜口與預開孔懸 掛裝置的開口對正，使管柱接縫處具有較小的縫隙且具有完整的內通 徑。人字形分叉膨脹管主井眼部分下入空心導管內部，後續膨脹後形 成密封段。人字形分叉膨脹管分支井眼部分下入到預開孔懸掛裝置 內，並通過後續膨脹實現二者有效密封。預開孔懸掛裝置與空心導斜 器內管壁均採用精加工處理，並在下入分叉金屬膨脹管前對其管壁內 表面進行液體高壓清理，保證分叉金屬膨脹管膨脹後與預開孔套管及 空心導斜器的內管壁良好密封。主井眼封隔器主井眼套管與預開孔懸 掛裝置間的環形空間；導斜器連接件及下封隔器封隔主井眼套管與空 心導斜器間的環空空間；人字形分叉密封膨脹管與預開孔懸掛裝置和 空心導斜器內管壁自身形成可靠密封，保證了分支井的壓力密封完整 性。在本裝置中，分叉金屬膨脹管採用了強度高、塑性好的材料製成， 要求塑性變形率為10-60%。分叉金屬膨脹管整體為人字形結構，人 字形分叉管筒之間的夾角a與造斜器造斜角相同。人字形主井眼下分 支管筒比分支眼套筒長一些，以便下入過程中裝入膨脹驅動裝置並具 有扶正作用，分叉密封膨脹管預變形前的各分支筒外徑的圓形截面小 於需要密封的管體內徑，以保證膨脹管恢復原形以後與需要密封的管 筒內壁間不出現褶鈹，便於後續膨脹使金屬膨脹管塑性變形實現過贏 密封，為了保證人字形分叉金屬膨脹管能順利下入主分支連接部位， 必須通過預變形減小其徑向尺寸，使其兩個分支管預變形後重疊部分的總體圓截面要小於預開口套管或空心導斜器單個管內徑尺寸。預變 形後分叉金屬膨脹管，人字形上部非交匯管體部位與下部主分支管比 分支管長出的部位保持原有的形狀不變。人字形管體交匯部位軸向產 生漸進式變形，周向為縱向波紋結構。人字形下部獨立分支管體變形 後如圖4形狀，人字形分叉金屬膨脹管分支井眼部分和人字形分叉金 屬膨脹管主井眼部分變形為縱向波紋結構，且變形後的單個管筒基本 上呈現為碟形架構。該主井眼部分變形後的結構有一定的內通徑要 求。變形管體各方向均為圓弧過渡，不得有死褶，以保證後期恢復變 形後的強度和密封。
定位定向送入裝置是該方法的重要工具，保證人字形分叉金屬膨 脹管的準確下入，並配合實現變形管體的形狀恢復。該裝置由送入內 管接頭、送入內管、開槽連接管、定位連接塊、配合定位套、提拉管 柱、剪切固定釘組成送入內管接頭上端與送入鑽具鑽杆絲扣連接， 下端通過油管扣或帶密封結構的圓扣與送入內管連接。送入內管下端 設有凸沿，推動所連接的部件帶動分叉密封裝置下入，並在上提過程 中將膨脹工具地道地面。開槽連接管上端設有凸沿，保證分叉裝置下 入到位後可靠定位。開槽連接管對稱開有縫槽，縫槽中間穿過定位連 接塊，定位連接塊一端卡如配合定位套的定位定向槽內，另一端固定 在提拉管柱上，為提拉管柱下面固定的形狀恢復脹錐提供準確的軸向 和周向定位。工具送入時，用剪切固定釘將開槽連接管、配合定位套 和提拉管柱固定在一起。定位定向送入裝置下入到限位定向套時，二 者相互配合完成人字形分叉金屬膨脹管的軸向和周向定位，送入內管下壓推動開槽連接管下行剪斷剪切固定釘，分叉密封管筒在鑽具下方 過程中自動同步分叉使人字形主分支管筒進入空心導斜器，當開槽連 接管上端凸沿下放到配合定位套時，分支裝置恰好下放到位；送入過 程結束後，通過液壓及機械膨脹錐使預變形人字形分叉密封管恢復基 本形狀，並進一步徑向脹大，使人字形分叉密封三通管體端部與欲開 口懸掛裝置和空心導斜器內壁過贏配合接觸，達到密封的目的。
分叉金屬膨脹管下入系統，由定位定向送入裝置、密封管、預變 形金屬膨脹管、預開孔懸掛裝置、空心導斜器B、拉提管柱、膨脹錐、 錨定密封裝置、引管組成引管為保證預變形金屬膨脹管下入主井眼 管體可靠進入空心導斜器B中，錨定密封裝置與金屬膨脹管下部主井 眼管體螺紋或焊接連接；施工時，當定位定向送入裝置的配合定位套 與限位定向套對正後，人字形金屬膨脹管剛好位於主分支井眼分叉交 匯處，且其主分支位於空心導斜器內，分支管筒朝向預開口套管，此 時，定位定向送入裝置的提拉管柱和固定在其上面的膨脹錐被軸向定 位，限制在窗口分叉處上端無法下行。當送入內管柱下壓剪斷定位定 向送入裝置的剪釘後，錨定封閉裝置在內管柱作用下推動分叉金屬膨 脹管下放，膨脹錐使其變形的金屬膨脹管主井眼管體恢復基本形狀， 並將分支管體推向分支井眼，當定位定向送入裝置的開槽連接管上端 凸沿下行到配合定向套時，鑽具下放遇阻，分叉金屬膨脹管下放到位。 下壓鑽具，錨定封閉裝置的剪釘剪斷，錨定裝置卡牙錨定到套管內壁 上。上提鑽具，送入內管使提拉管柱及膨脹錐一 同被提到密封管位置， 膨脹錐的密封結構與人字形金屬膨脹管下端的兩個密封端構成密封空間，通過鑽具向分叉金屬膨脹管內泵人高壓液體，使分支管筒的預 變形基本護膚原有圓形截面，同時使主分支管的預變形進一步恢復。 提出鑽具，下入旋轉膨脹錐分別膨脹人字形金屬膨脹管的三通結構密 封端，使其與空心導斜器及預開孔套管內壁過盈接觸，達到密封的目 的。下入鑽頭，小鑽低轉速鑽掉人字形金屬膨脹管下端密封段，使主 分支井眼完全貫通，窗口區域實現完整密封。
本發明的有益效果是，用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法 可實現分支井窗口接縫處的良好密封，提高了分支井的壓力密封性和 機械支撐性；此外由於金屬膨脹管密封徑向壁厚較小，保證了分支井 窗口處具有較大的內通徑，便於後續作業管柱順利重入；提高分支井 內完井級別由四級升到六級分支完井級別。


圖1為發明中的分支井窗口密封結構示意圖。
圖2是分叉金屬膨脹管預變形前示意圖。 圖3是分叉金屬膨脹管預變形後示意圖。 圖4是預變形後剖面A-A截面示意圖。 圖5是定位定向送入裝置示意圖。 圖6是分叉金屬膨脹管下入系統示意圖。
圖中l、導入喇叭口， 2、定位定向送入裝置，3、限位定向套， 4、調長套管，5、主井眼封隔器，6、預開孔懸掛裝置，7、空心導斜 器，8、主井眼套管，9、人字形分叉金屬膨脹管主井眼部分，10、導 斜器連接件及下封隔器，11、分支裸眼，12、人字形分叉金屬膨脹管分支眼部分，13、送入內管接頭，14、送入內管，15、開槽連接管， 16、定位連接塊，17、配合定位套，18、提拉管柱，19、剪切固定釘， 20、定位定向送入裝置，21、密封管，22、預變形金屬膨脹管，23、 預開孔懸掛裝置，24、空心導斜器B， 25、拉提管柱B， 26、膨脹錐， 27、錨定密封裝置，28、引管。
具體實施例方式
一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法，主要通過分支井 窗口密封結構，定位定向送入裝置和分叉金屬膨脹管下入系統說明該 密封方法首先按現有分支井鑽井方法完成主井眼的鑽進並下入主井 眼管柱，然後下入造斜器到設計開窗位置側鑽開窗並完成分支井眼鑽 進，將分支井眼的完井管柱通過預開孔懸掛裝置掛接在空心導斜器上 部，利用送入裝置將預變形分叉密封機具下入到窗口位置，由膨脹管 下入系統實現密封金屬膨脹管的形狀恢復和膨脹密封。圖l，分支井 窗口密封結構，由導入喇叭口 1、定位定向送入裝置2、限位定向套 3、調長套管4、主井眼封隔器5、預開孔懸掛裝置6、空心導斜器7、 主井眼套管8、人字形分叉金屬膨脹管主井眼部分9、導斜器連接件 及下封隔器IO、分支裸眼ll、人字形分叉金屬膨脹管分支眼部分12 組成；導入喇叭口 1與定位定向送入裝置2用螺紋或焊接連接，可將 導入喇叭口 1作為定位定向送入裝置2 —個部件與其製成一體。導入 喇叭口 1的存在保證後續管柱的順利下入。定位定向送入裝置2與限 位定向套3配合實現分叉裝置的周向定向和軸向定位，使分叉裝置的 分支井眼部分可靠進入預開孔懸掛裝置6並可保證其軸向位置，使金屬膨脹管的分叉高點位置恰好位於套管開窗的上窗口頂點位置，限位
定向套3與調長套管4螺紋連接，其定位面與預開孔懸掛裝置6的開 口具有確定的角度，為定位定向送入裝置2提供準確的軸向和周向定 位。調長套管4與主井眼封隔器5及預開孔懸裝置6螺紋連接，具有 調整限位定向套3至窗口上端的距離，保證分叉金屬膨脹管送入過程 中可靠定位的作用。預開孔懸掛裝置6下部與分支井眼完井管柱螺紋 連接並下入分支井眼內，下放到位後懸掛在空心導斜器7的頂部。空 心導斜器7的斜口與預開孔懸掛裝置6的開口對正，使管柱接縫處具 有較小的縫隙且具有完整的內通徑。人字形分叉膨脹管主井眼部分9 下入空心導器7內部，後續膨脹後形成密封段。人字形分叉膨脹管分 支井眼部分12下入到預開孔懸掛裝置6內，並通過後續膨脹實現二 者有效密封。預開孔懸掛裝置6與空心導斜器7內管壁均採用精加工 處理，並在下入分叉金屬膨脹管前對其管壁內表面進行液體高壓清 理，保證分叉金屬膨脹管膨脹後與預開孔套管及空心導斜器7的內管 壁良好密封。主井眼封隔器5封隔主井眼套管8與預開孔懸掛裝置7 間的環形空間；導斜器連接件及下封隔器10封隔主井眼套管8與空 心導斜器7間的環空空間；人字形分叉密封膨脹管與預開孔懸掛裝置 6和空心導斜器7內管壁自身形成可靠密封，保證了分支井的壓力密 封完整性。在本裝置中，分叉金屬膨脹管採用了強度高、塑性好的材 料製成，要求塑性變形率為10-60%。分叉金屬膨脹管整體為人性結 構，如圖2人字形分叉管筒之間的夾角a與造斜器造斜角相同。人字 形主井眼下分支管筒比分支眼管筒長一些，以便下入過程中裝入膨脹驅動裝置並具有扶正作用，分叉密封膨脹管預變形前的各分支筒外徑 的圓形截面小於需要密封的管體內徑，以保證膨脹管恢復原形以後與 需要密封的管筒內壁間不出現褶鈹，便於後續膨脹使金屬膨脹管塑性 變形實現過贏密封，為了保證人字形分叉金屬膨脹管能順利下入主分 支連接部位，必須通過預變形減小其徑向尺寸，使其兩個分支管預變 形後重疊部分的總體圓截面外徑要小於預開口套管或空心導斜器7
單個管內徑尺寸。預變形後分叉金屬膨脹管如圖3，人字形上部非交
匯管體位與下部主分支管比分支管長出的部位保持原有的形狀不變。 人字形管體交匯處軸向產生漸進式變形，周向為縱向波紋結構。人字
形下部獨立分支管體變形後如圖4形狀，人字形分叉金屬膨脹管分支 井眼部分12和人字形分叉金屬膨脹管主井眼部分9變形為縱向波紋 結構，且變形後的單個管筒基本上呈現為碟形架構。該主井眼部分變 形後的結構有一定的內通徑要求。變形管體各方向均為圓弧過渡，不 得有死褶，以保證後期恢復後的強度和密封。
定位定向送入裝置是該方法的重要工具，保證人字形分叉金屬膨 脹管的準確下入，並配合實現變形管體的形狀恢復。該裝置如圖5 由送入內管接頭13、送入內管14、開槽連接管15、定位連接塊16、 配合定位套17、提拉管柱18、剪切固定釘19組成送入內管接頭 13上端與送入鑽具鑽杆絲扣連接，下端通過油管扣或帶密封結構的 圓扣與送入內管14連接。送入內管14下端設有凸沿，推動所連接的 部件帶動分叉密封裝置下入，並在上提過程中將膨脹工具地道地面。 開槽連接管15上端設有凸沿，保證分叉裝置下入到位後可靠定位。開槽連接管15對稱開有縫槽，縫槽中間穿過定位連接塊16，定位連 接塊16 —端卡入配合定位套17的定位定向槽內，另一端固定在提拉 管柱18上，為提拉管柱18下面固定的形狀恢復脹錐提供準確的軸向 和周向定位。工具送入時，用剪切固定釘19將開槽連接管15、配合 定位套17和提拉管柱18固定在一起。定向定位裝置下入到限位定向 套時，二者相互配合完成人字形分叉金屬膨脹管的軸向和周向定位， 送入內管14下壓推動開槽連接管15下行剪斷剪切固定釘19,分叉 密封管筒在鑽具下方過程自動同步分叉使人字形主分支管筒進入空 心導斜器7。當開槽連接管15上端凸沿下放到配合定位套17時，分 支裝置恰好下放到位；送入過程結束後，通過液壓及機械膨脹錐使預 變形人字形分叉密封管恢復基本形狀，並進一步徑向漲大，使人字形 分叉密封三通管體端部與預開孔懸掛裝置6和空心導斜器7內壁過贏 配合接觸，達到密封的目的。
分叉金屬膨脹管下入到系統，由位定向定向送入裝置20、密封 管21、預變形金屬膨脹管22、預開孔懸掛裝置23、空心導斜器B24、 拉提管柱25、膨脹錐26、錨定密封裝置27、引管28組成如圖6， 引管28為保證預變形金屬膨脹管22下入主井眼管體可靠進入空心導 斜器B24中，錨定密封裝置27與預變形金屬膨脹管22下部主井眼管 體螺紋或焊接連接；施工時，當定位定向送入裝置20的配合定位套 17與限位定向套3對正後，人字形金屬膨脹管剛好位於主分支井眼 分叉交匯處，且其主分支位於空心導斜器7內，分支管筒朝向預開口 套管，此時，定位定向送入裝置20的提拉管柱25和固定在其上面的膨脹錐26被軸向定位，限制在窗口分叉處上端無法下行。當送入內 管柱14下壓剪斷定位定向送入裝置20的剪釘後，錨定封閉裝置27 在內管柱作用下推動分叉金屬膨脹管下放，膨脹錐26使其變形的金 屬膨脹管主井眼管體恢復基本形狀，並將分支管體推向分支井眼，當 定位定向送入裝置20的開槽連接管15上端凸沿下行到配合定位套 17時，鑽具下放遇阻，分叉金屬膨脹管下放到位。下壓鑽具，錨定 密封裝置的剪釘剪斷，錨定裝置卡牙錨定到套管內壁上。上提鑽具， 送入到內管使提拉管柱18及膨脹錐26 —同被提到密封管21位置， 膨脹錐26的密封結構與人字形金屬膨脹管下端兩個密封端構成密封 空間，通過鑽具向分叉金屬膨脹管內泵人高壓液體，使分支管筒的預 變形進一步恢復。提出鑽具，下入旋轉膨脹錐26分別膨脹人字形金 屬膨脹管的三通結構密封端，使其與空心導斜器7及預開孔套管內過 盈接觸，達到密封的目的。下入鑽頭，小鑽低轉速鑽掉人字形金屬膨 脹管下端封閉段，使主分支井眼完全貫通，窗口區域實現完整密封。
權利要求
1、一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法，其特徵在於該方法通過分支井窗口密封結構，定位定向送入裝置和分叉金屬膨脹管下入系統說明該密封方法首先按分支井鑽井方法完成主井眼的鑽進並下入主井眼管柱，然後下入造斜器到設計開窗位置側鑽開窗並完成分支井眼鑽進，將分支井眼的完井管柱通過預開孔懸掛裝置掛接在空心導斜器上部；利用送入裝置將預變形分叉密封機具下入到窗口位置，由分叉金屬膨脹管下入系統實現密封金屬膨脹管的形狀恢復和膨脹密封。
2、 一種實施用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法的裝置 分支井窗口密封結構、定位定向送入裝置、分叉金屬膨脹管下入到系 統；分支井窗口密封結構，由導入喇叭口(1)、定位定向送入裝置(2)、限位定向套(3)、調長套管(4)、主井眼封隔器(5)、預開孔懸掛裝 置(6)、空心導斜器(7)、主井眼套管(8)、人字形分叉金屬膨脹管 主井眼部分(9)、導斜器連接件及下封隔器(IO)、分支裸眼(ll)、人 字形分叉金屬膨脹管分支眼部分(12)組成；定位定向送入裝置，由 送入內管接頭(13)、送入內管(14)、開槽連接管(15)、定位連接 塊(16)、配合定位套(17)、提拉管柱(18)、剪切固定釘(19)組成； 分叉金屬膨脹管下入系統，由位定向定向送入裝置(20)、密封管(21)、 預變形金屬膨脹管(22)、預幵孔懸掛裝置(23)、空心導斜器B24、 拉提管柱25、膨脹錐26、錨定密封裝置27、引管28組成，其特徵 在於導入喇叭口 (1)與定向送入裝置(2)用螺紋或焊接連接，可將導入喇叭口 (1)作為定位定向送入裝置(2) —個部件與其製成一 體；導入喇叭口 (1)的存在保證後續管柱的順利下入；定位定向送 入裝置(2)與限位定向套(3)配合實現分叉裝置的周向定向和軸向定 位，使分叉裝置的分支井眼部分可靠進入預開孔懸掛裝置(6)並可保 證其軸向位置，使金屬膨脹管的分叉高點位置恰好位於套管開窗的上 窗口頂點位置，限位定向套(3)與調長套管(4)螺紋連接，其定位 面與預開孔懸掛裝置(6)的開口具有確定的角度，為定位定向送入 裝置(2)提供準確的軸向和周向定位；調長套管(4)與主井眼封隔 器(5)及預開孔懸裝置(6)螺紋連接，具有調整限位定向套(3) 至窗口上端的距離，保證分叉金屬膨脹管送入過程中可靠定位；預開 孔懸掛裝置(6)下部與分支井眼完井管柱螺紋連接並下入分支井眼 內，下放到位後懸掛在空心導斜器(7)的頂部；空心導斜器(7)的 斜口與預開孔懸掛裝置(6)的開口對正，使管柱接縫處具有較小的 縫隙且具有完整的內通徑；人字形分叉膨脹管主井眼部分(9)下入 空心導器(7)內部，後續膨脹後形成密封段；人字形分叉膨脹管分 支井眼部分(12)下入到預開孔懸掛裝置(6)內，並通過後續膨脹實現 二者有效密封；導斜器連接件及下封隔器(10)封隔主井眼套管與空 心導斜器(7)間的環空空間；人字形分叉密封膨脹管與預開孔懸掛 裝置(6)和空心導斜器(7)內管壁自身形成可靠密封，保證了分支 井的壓力密封完整性；送入內管接頭(13)上端與送入鑽具鑽杆絲扣連接，下端通過油管扣或帶密封的圓扣與送入內管(14)連接；送入內管(14)下端設有凸沿，開槽連接管(15)上端設有凸沿，開槽連接管(15)對稱開有縫槽，縫槽中間穿過定位連接塊(16)，定位連 接塊(16) —端卡入配合定位套(17)的定位定向槽內，另一端固定 在提拉管柱(18)上，為提拉管柱(18)下面固定的形狀恢復脹錐提 供準確的軸向和周向定位；工具送入時，用剪切固定釘(19)將開槽 連接管(15)、配合定位套(17)和提拉管柱(18)固定在一起；定 向定位裝置下入到限位定向套(13)時，二者相互配合完成人字形分 叉金屬膨脹管的軸向和周向定位，送入內管(14)下壓推動開槽連接 管(15)下行剪斷剪切固定釘(19)，分叉密封管筒在鑽具下放過程 中自動同步分叉使人字形主分支管筒進入空心導斜器(7);當開槽連 接管(15)上端凸沿下放到配合定位套(17)時，分支裝置恰好下放 到位；送入過程結束後，通過液壓及機械膨脹錐使預變形人字形分叉 密封管恢復基本形狀，並進一步徑向漲大，使人字形分叉密封三通管 體端部與預開孔懸掛裝置(6)和空心導斜器(7)內壁過贏配合接觸， 達到密封的目的；引管(28)為保證預變形金屬膨脹管(22)下入主 井眼管體可靠進入空心導斜器B (24)中，錨定密封裝置(27)與預 變形金屬膨脹管(22)下部主井眼管體螺紋或焊接連接；施工時，當 定位定向送入裝置(20)的配合定位套(17)與限位定向套(3)對 正後，人字形金屬膨脹管剛好位於主分支井眼分叉交匯處，且其主分 支位於空心導斜器(7)內，分支管筒朝向預開口套管，此時，定位 定向送入裝置(20)的提拉管柱(25)和固定在其上面的膨脹錐(26) 被軸向定位，限制在窗口分叉處上端無法下行；當送入內管柱(14) 下壓剪斷定位定向送入裝置(20)的剪釘後，錨定封閉裝置(27)在內管柱作用下推動分叉金屬膨脹管下放，膨脹錐(26)使其變形的金 屬膨脹管主井眼管體恢復基本形狀，並將分支管體推向分支井眼，當定位定向送入裝置(20)的開槽連接管(15)上端凸沿下行到配合定位 套(11)時，鑽具下放遇阻，分叉金屬膨脹管下放到位；下壓鑽具， 錨定密封裝置(27)的剪釘剪斷，錨定密封裝置(27)卡牙錨定到套管 內壁上；上提鑽具，送入內管(14)使提拉管柱(18)及膨脹錐(26) 一同被提到密封管(21)位置，膨脹錐(26)的密封結構與人字形金 屬膨脹管下端兩個密封端構成密封空間，通過向分叉金屬膨脹管內泵 人高壓液體，使分支管筒主分支管筒逐漸復原，實現密封。
3、根據權利要求2所述的一種實施用金屬膨脹管實現分支井窗 口密封的方法的裝置中的分叉金屬膨脹管採用強度高、塑性好的材料 製成，要求塑性變形率為10-60%。
全文摘要
油氣水井完井窗口密封用的一種用金屬膨脹管實現分支井窗口密封的方法。該方法主要通過分支井窗口密封結構，定位定向送入裝置和分叉金屬膨脹管下入系統說明該密封的方法首先按分支井鑽井方法完成主井眼的鑽進，並下入主井眼管柱，然後下入造斜器到設計開窗位置側鑽開窗完成分支井眼鑽進，將分支井眼的完井管柱通過預開孔懸掛裝置掛接在空心導斜器上部，利用送入裝置將預變形分叉密封機具下入到窗口位置，由分叉金屬膨脹管下入系統實現密封金屬膨脹管的形狀恢復和膨脹密封。該方法解決了現有技術中存在的由於分支完井難度大，分支井接縫處固井質量差，尤其是分支井開窗處的密封問題。可廣泛用於油氣水井分支井完井窗口密封作業中。
文檔編號E21B33/10GK101413384SQ20081022897
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者雷 餘, 吳興國, 晨 喻, 尚憲飛, 朱太輝, 敏 李, 李敬東, 王春傑, 濤 蘇, 旭 鄧, 陳振剛 申請人:中國石油集團長城鑽探工程有限公司