[发明专利]石油多分支井膨胀管分叉结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油井型技术，特别是一种石油多分支井膨胀管分叉结构及施工方法。

背景技术

目前国际推崇石油分支井的两个主要理由是增加采油产量和节省采油占地空间，实际 它对充分利用石油资源具有更大价值，首当其冲的是能解决“多分散和低渗透”特点油田 采油问题，国际低渗透油田开采比例在不断增加，目前在中国基本已达到50％。对这类油 田单一推广水平井增产并不那么奏效；另外不分场合推广压裂和注水，破坏油层自然状态， 虽然短时间有点收获，但长远会造成不良后果。于是人们提出设想，像编织稠密叶脉一样、 使各处都通达流畅，这样将孤立的垂直竖井改造成连通油藏三维化的分支通道，分支井就 是这种模式的第一步，它即解决了海洋石油平台空间利用率问题，又能提高内陆油田单井 产量，特别对低渗透多分散区块油田资源的合理利用具有更重要的现实意义。

石油分支井本身构造也很复杂，根据K.K.Waddell定义，通常石油分支井完井级别，按 主干完井、分支完井和主干与分支连接完井的特点，分为一、二、三、四、五、六级，分 别列入图1中并说明如下：

一级分支完井：主干裸眼完井、分支裸眼完井、连接裸眼完井；

二级分支完井：主干套管注浆完井、分支筛管裸眼完井、连接裸眼完井；

三级分支完井：主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接裸眼完井；

四级分支完井：主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接注浆完井；

五级分支完井：主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接套管封隔密封完井；

六级分支完井：主干套管注浆完井、分支套管注浆完井、连接套管分叉注浆密封完井。

考察上述所列石油分支井的实际，工程难点在六级、六级难点在连接，连接难点在分叉 (油田俗称裤衩制作)。专利CN200510107938.4采用内环定位和机械座封，代表了一般机 械式分叉的特点，其问题是缩小采油空间、密封不可靠、几乎100％耐压不足或发生泄漏、 施工过于复杂、工程失误或毁井风险大，至今为止石油六级分支井仍是完井工程关键难题， 为此本发明提出采用膨胀管分叉的稳妥解决方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种石油多分支井膨胀管分叉结构及施工方法。本发明借用石油 膨胀管优异的可塑性和可焊性，在管柱下井前预制折叠分叉和预置造斜器，下井后定向定 位撑开膨胀管分叉，获得优异六级多分支井。本发明分叉焊缝符合双圆柱相贯线原理，结 构简明设计合理；装置材料可塑性好易于成型，同时拥有良好可焊性，稳定可靠的保证密 封；井上预制分叉和预置造斜器简化了结构设计，尺寸精确相互位置配合紧密，可以稳妥 保证施工质量，大大简化井下施工过程。

本发明提供的石油多分支井膨胀管分叉结构包括主干部分和分支部分。

主干部分包括裸眼、水泥、套管、膨胀管分叉、导斜器、钻头、钻杆、管接头、喇叭 口。所述的套管位于裸眼中心部位，套管之间通过管螺纹互相连接，套管与裸眼之间充填 水泥。套管短截侧开有斜窗孔，分支膨胀管上端口焊在套管短截斜窗孔上，分支膨胀管下 端有直径稍粗的喇叭口，组成膨胀管分叉。下井前在套管短截内斜窗孔同高度上安装导斜 器，使导斜器上部斜面的下缘与斜窗孔下缘相重合。

所述的分支膨胀管是由膨胀管制造的。套管短截和分支膨胀管的焊缝的几何轨迹是等 直径双圆柱的相贯线，其相贯曲线分别处在两个平面之内。沿该平面交线投影，则上述两 个相贯线曲线的投影成为两条直线，分别是套管短截和分支膨胀管相邻轮廓线的角平分线。

所述的分支部分包括膨胀管尾管、扶正器、胀头、密封垫组、紧固螺母、封底、皮碗、 密封圈、胶塞体、卡簧、引鞋、注浆口。膨胀管尾管上端悬挂在分支膨胀管末端的喇叭口 内，其下部保持原来方向或逐步改变方向，下端螺纹连接引鞋，引鞋下底和旁侧有注浆孔。 封底在引鞋上部，封底与膨胀管尾管以螺纹连接。封底中央有中间孔，中央孔底部有胶塞 定位台阶，中央孔内有胶塞密封。所述的胶塞由皮碗、密封胶圈、胶塞体和卡簧组成。胶 塞卡簧落入中间孔卡簧槽内弹开，卡住胶塞固定胶塞位置，防止注浆时被顶起向上抬。

具有膨胀管分叉的多分支井由一个主干和两个以上分支组成，多分支施工是自上而下 进行的，借助钻杆提出上分支部分胀头和导斜器，然后进行下分支部分的施工。

所述的膨胀管尾管是由膨胀管制造的。采用先注浆固井，后膨胀压实工艺。