多底井用斜向器及钻完井装置的制作方法

1.本发明涉及石油多底井钻井技术领域，特别地，涉及一种多底井用斜向器及钻完井装置。


背景技术：

2.多底井也称为分支井，指向预定方向钻出两个以上分支井眼的钻井。在多底井的钻井工具下入过程中，通过封隔塞将上部井段和下部井段进行封隔，以进行上分支井的作业，在上分支井作业完成后，为进行下部井段的施工，必须将封隔塞进行钻塞，但钻塞会对下部井段的施工造成影响，并且由于钻塞后井筒呈畅通状，而无法为下部井段的施工提供良好的密封性，无法实现多底井的完整性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多底井用斜向器及钻完井装置，以解决目前多底井施工需要进行钻塞，且无法为下部井段的施工提供良好的密封性的技术问题。
4.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
5.本发明提供一种多底井用斜向器，包括：斜向器本体，具有一轴向通孔；内封隔结构，包括内封隔塞和至少两个底部封隔塞，至少两个所述底部封隔塞沿所述斜向器本体的周向排布于所述轴向通孔中，且所述底部封隔塞可沿所述斜向器本体的径向移动地设置，所述内封隔塞可拆卸地密封连接于所述轴向通孔中，且所述内封隔塞位于所述底部封隔塞的上方。
6.本发明的实施方式中，所述内封隔塞的顶端端面上开设有凹槽，所述凹槽的内壁面上设有倒钩结构。
7.本发明的实施方式中，所述轴向通孔的内壁面上沿其径向设有安装槽，所述底部封隔塞的一端与所述安装槽滑动配合并通过弹簧与所述斜向器本体连接。
8.本发明的实施方式中，所述多底井用斜向器还包括外封隔结构和下压结构，所述外封隔结构位于所述斜向器本体的上方并套设于所述内封隔塞上，所述下压结构可插设于所述外封隔结构与所述内封隔塞之间，所述外封隔结构在所述下压结构的挤压下沿主井眼的径向扩张而与所述主井眼密封连接。
9.本发明的实施方式中，所述内封隔塞的顶端穿过所述外封隔结构，所述内封隔塞的顶端端面与所述下压结构的顶端端面配合形成导向面。
10.本发明的实施方式中，所述导向面为相对于所述主井眼的轴向朝上分支井眼的预开窗口弯曲的凹曲面。
11.本发明的实施方式中，所述外封隔结构的顶端设有沿竖直向下的方向逐渐渐缩的锥孔，所述下压结构包括下压滑块，所述下压滑块的底端与所述锥孔相配合，所述下压滑块的顶端端面与所述内封隔塞的顶端端面配合形成所述导向面。
12.本发明的实施方式中，所述内封隔塞上套设有限位环，所述外封隔结构上开设有
卡槽，所述限位环通过沿其轴向布设的卡位销钉固定于所述卡槽内，所述下压滑块的底端设有限位槽，所述下压滑块的底端能下压至所述外封隔结构与所述限位环之间，所述限位槽在所述下压滑块下压的过程中与所述限位环相配合，且所述卡位销钉在所述下压结构挤压下断开。
13.本发明的实施方式中，所述外封隔结构包括外封隔器和中间推块，所述外封隔器套设于所述中间推块上，所述中间推块的底端与所述斜向器本体的顶端相抵接，所述中间推块在所述下压结构的挤压下沿所述主井眼的径向向外推动所述外封隔器移动。
14.本发明还提供一种多底井用钻完井装置，包括上述多底井用斜向器，所述多底井用钻完井装置还包括完井短节，所述完井短节包括上支撑部、下支撑部以及分支部，所述上支撑部和所述下支承部沿主井眼的轴向连通，所述分支部的一端与所述上支撑部和所述下支撑部相连通，所述分支部的另一端伸入上分支井眼中，所述下支撑部能在所述内封隔塞拆除的状态下插设于至少两个所述底部封隔塞之间并与所述底部封隔塞密封连接。
15.本发明的特点及优点是：
16.本发明的多底井用斜向器及钻完井装置，通过在斜向器本体的轴向通孔中沿其周向排布至少两个底部封隔塞，上分支井眼在钻井作业前，使内封隔塞在其周向上与轴向通孔密封连接的同时在其轴向上能被支撑在底部封隔塞的上方，进一步提高了内封隔塞的密封可靠性，以进行上分支井眼的钻井作业，并且通过将内封隔塞可拆卸地密封连接在轴向通孔中，使得上分支井眼的钻井作业完毕后，可将内封隔塞从斜向器本体中取出，无需钻塞，从而避免钻塞对下部井段的施工造成影响；进而通过将完井短节的分支部伸入上分支井眼中，从而完成了上分支井眼的完井，并且通过完井短节的下支撑部插设于至少两个底部封隔塞之间，使底部封隔塞与完井短节的下支撑部密封连接，从而为下部井段施工提供了良好的密封性，并提高了多底井的完整性，降低了多底井施工的风险。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明的多底井用斜向器的结构示意图。
19.图2为本发明的多底井用斜向器的导向面的结构示意图。
20.图3为本发明的多底井用斜向器的内封隔塞取出后的结构示意图。
21.图4为本发明的多底井用斜向器的安装示意图。
22.图5为本发明的多底井用钻完井装置的结构示意图。
23.图6为本发明的完井短节的结构示意图。
24.图中：
25.1、斜向器本体；11、轴向通孔；12、安装槽；13、弹簧；422、内封隔结构；21、内封隔塞；211、凹槽；212、倒钩结构；22、底部封隔塞；221、安装孔；3、外封隔结构；31、外封隔器；32、中间推块；321、锥孔；322、卡槽；4、下压结构；41、下压滑块；411、限位槽；42、限位环；5、导向面；6、完井短节；61、上支撑部；62、分支部；63、下支撑部；631、主体段；632、支撑底端；
7、主井眼；8、主套管；9、上分支井眼；91、预开窗口；10、下分支井眼。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施方式一
28.如图1和图3所示，本发明提供一种多底井用斜向器，包括：斜向器本体1，具有一轴向通孔11；内封隔结构22，包括内封隔塞21和至少两个底部封隔塞22，至少两个底部封隔塞22沿斜向器本体1的周向排布于轴向通孔11中，且底部封隔塞22可沿斜向器本体1的径向移动地设置，内封隔塞21可拆卸地密封连接于轴向通孔11中，且内封隔塞21位于底部封隔塞22的上方。
29.如图1至图5所示，本发明的多底井用斜向器及钻完井装置，通过在斜向器本体1的轴向通孔11中沿其周向排布至少两个底部封隔塞22，上分支井眼9在钻井作业前，使内封隔塞21在其周向上与轴向通孔11密封连接的同时在其轴向上能被支撑在底部封隔塞22的上方，进一步提高了内封隔塞21的密封可靠性，以进行上分支井眼9的钻井作业，并且通过将内封隔塞21可拆卸地密封连接在轴向通孔11中，使得上分支井眼9的钻井作业完毕后，可将内封隔塞21从斜向器本体1中取出，无需钻塞，从而避免钻塞对下部井段的施工造成影响；进而通过将完井短节6的分支部62伸入上分支井眼9中，从而完成了上分支井眼9的完井，相较于多底井的其他井段，上分支井眼9与主井眼7的连接处是完整性最薄弱的地方，容易因应力集中而出现坍塌，因此，通过完井短节6的下支撑部63插设于至少两个底部封隔塞22之间，使底部封隔塞22与完井短节6的下支撑部63密封连接，从而为下部井段施工提供了良好的密封性，并提高了多底井的完整性，降低了多底井施工的风险。其中，下部井段包括下分支井眼10、主井眼7上位于上分支井眼9的预开窗口91的下方的井段。
30.具体的，如图1、图2、图5以及图6所示，斜向器本体1大体呈管状结构，轴向通孔11大体呈一沿斜向器本体1的轴向贯穿的圆孔。底部封隔塞22靠近斜向器本体1的底端设置。内封隔塞21大体呈圆柱形结构，且内封隔塞21的直径略大于轴向通孔11的内径，使内封隔塞21能与轴向通孔11密封配合。内封隔塞21的底端与底部封隔塞22的顶端抵接。至少两个底部封隔塞22围合形成一安装孔221，该安装孔221的内径略小于完井短节6的下支撑部63的支撑底端632的直径，使至少两个底部封隔塞22将完井短节6的下支撑部63的支撑底端632包围，并密封配合。本实施例中，底部封隔塞22大体呈半环形，两个底部封隔塞22围合形成安装孔221。可选的，底部封隔塞22大体呈扇形，三个底部封隔塞22围合形成安装孔221。可选的，底部封隔塞22大体呈扇形，四个底部封隔塞22围合形成安装孔221。
31.如图1、图2以及图3所示，本发明的实施方式中，内封隔塞21的顶端端面上开设有凹槽211，凹槽211的内壁面上设有倒钩结构212。上分支井眼9的钻井作业完成后，通过将打捞工具钩住该倒钩结构212向上拉，便可使内封隔塞21脱离轴向通孔11，进而将内封隔塞21从主井捞出。具体的，凹槽211的大体形状与打捞工具的大体形状相似，以便于打捞工具伸入该凹槽211内钩住倒钩结构212。通过在凹槽211的内侧面上沿斜上方开设一倒v型槽，从
而形成倒钩结构212。至少两个倒钩结构212沿该凹槽211的周向间隔排布设置。可选地，通过在凹槽的内侧面上开设一倒倒u型槽，从而形成倒钩结构。可选地，该倒钩结构沿该凹槽211的周向布设，使打捞工具从任一角度均能钩住。
32.如图2、图3以及图5所示，本发明的实施方式中，轴向通孔11的内壁面上沿其径向设有安装槽12，底部封隔塞22的一端与安装槽12滑动配合并通过弹簧13与斜向器本体1连接。至少两个底部封隔塞22在弹簧13的沿轴向通孔11的径向向内的弹性力的作用相互抵接，从而配合形成稳定的支撑结构，以对上方的内封隔塞21进行支撑。当进行上分支井眼9的完井作业时，弹簧13在受到完井短节6的下支撑部63的挤压而收缩，使底部封隔塞22在弹簧13的沿轴向通孔11的径向向内的弹性力的作用下与完井短节6的下支撑部63密封连接。具体的，弹簧13沿轴向通孔11的径向设置。两个底部封隔塞22分别通过至少一个弹簧13与斜向器本体1连接。可选的，弹簧13也可替换为其他弹性件或伸缩杆结构。
33.如图1和图2所示，本发明的实施方式中，多底井用斜向器还包括外封隔结构3和下压结构4，外封隔结构3位于斜向器本体1的上方并套设于内封隔塞21上，下压结构4可插设于外封隔结构3与内封隔塞21之间，外封隔结构3在下压结构4的挤压下沿主井眼7的径向扩张而与主井眼7密封连接。多底井用斜向器下入至主井眼7的预定位置后，通过将下压结构4沿其径向向外挤压外封隔结构3，使外封隔结构3沿主井眼7的径向扩张而与主井眼7密封连接，从而将主井眼7中主套管8与主井眼7的井壁之间的环形空间进行封隔。
34.具体的，内封隔塞21的下部与轴向通孔11密封连接，内封隔塞21的上部从轴向通孔11中伸出，外封隔结构3套设于内封隔塞21的上部。当多底井用斜向器下入至主井眼7的预定位置后，通过从井口向主井眼7内进行加压，使下压结构4向下移动并插入外封隔结构3和内封隔塞21之间，由于下压结构4在挤压外封隔结构3的同时也会挤压内封隔塞21，因此，本发明将内封隔塞21的底端的端面设置成向下凸出的凸面，至少两个底部封隔塞22的顶端的端面配合形成向下凹陷并与该凸面相贴抵的凹面，从而提高底部封隔塞22的承压能力，避免内封隔塞21受下压结构4的挤压时而向下挤压底部封隔塞22，造成底部封隔塞22变形或移动而支撑失效。
35.如图2所示，本发明的实施方式中，内封隔塞21的顶端穿过外封隔结构3，内封隔塞21的顶端端面与下压结构4的顶端端面配合形成导向面5。具体的，外封隔结构3和下压结构4由上至下地依次套设于内封隔塞21的上部。
36.如图2和图4所示，导向面5为相对于主井眼7的轴向朝上分支井眼9的预开窗口91弯曲的凹曲面。在进行上分支井眼9的钻井作业时，钻具以及上分支井眼9的井筒工具，如上分支井眼9的套管等，能够更平滑地沿着该凹曲面下滑。具体的，导向面5大体呈一弯曲的滑道结构。可选的，导向面5大体呈一弯曲的滑坡结构。
37.如图1和图2所示，本发明的实施方式中，外封隔结构3的顶端设有沿竖直向下的方向逐渐渐缩的锥孔321，下压结构4包括下压滑块41，下压滑块41的底端与锥孔321相配合，下压滑块41的顶端端面与内封隔塞21的顶端端面配合形成导向面5。通过锥孔321引导下压滑块41插入外封隔结构3与内封隔塞21之间。
38.如图1和图2所示，内封隔塞21上套设有限位环42，外封隔结构3上开设有卡槽322，限位环42通过沿其轴向布设的卡位销钉固定于卡槽322内，下压滑块41的底端设有限位槽411，下压滑块41的底端能下压至外封隔结构3与限位环42之间，限位槽411在下压滑块41下
压的过程中与限位环42相配合，且卡位销钉在下压结构4挤压下断开。通过限位槽411与限位环42相配合，确保下压滑块41沿外封隔结构3的轴向移动，并且能限制下压滑块41轴向移动的范围。通过卡位销钉将外封隔结构3与限位环42连接，避免外封隔结构3在下压结构4下压前移动。具体的，限位环42为刚性材料制成，因此不会在下压滑块41的挤压下发生变形，所述不会将下压滑块41施加的挤压力传递给内封隔塞21，使得下压滑块41能更好地向外封隔结构3施加挤压力而使外封隔结构3沿主井眼7的径向扩张。
39.如图1和图2所示，外封隔结构3包括外封隔器31和中间推块32，外封隔器31套设于中间推块32上，中间推块32的底端与斜向器本体1的顶端相抵接，中间推块32在下压结构4的挤压下沿主井眼7的径向向外推动外封隔器31移动。具体的，中间推块32的顶端的端面与其内侧面通过斜面相连接，至少两个中间推块32的斜面围合形成锥孔321，以引导下压滑块41下压。外封隔器31为机械式封隔器。
40.实施方式二
41.如图5和图6所示，本发明还提供一种多底井用钻完井装置，包括多底井用斜向器，多底井用钻完井装置还包括完井短节6，完井短节6包括上支撑部61、下支撑部63以及分支部62，上支撑部61和下支撑部63沿主井眼7的轴向连通，分支部62的一端与上支撑部61和下支撑部63相连通，分支部62的另一端伸入上分支井眼9中，下支撑部63能在内封隔塞21拆除的状态下插设于至少两个底部封隔塞22之间并与底部封隔塞22密封连接。其中，多底井用斜向器与实施方式一中多底井用斜向器的结构、工作原理以及有益效果均相同，在此不再赘述。
42.具体的，完井短节6的下支撑部63包括由上至下依次连通的主体段631和支撑底端632。支撑底端632为由上至下渐缩的锥状结构，以引导该支撑底端632插设于至少两个底部封隔塞22之间。下支撑部63的主体段631的直径与轴向通孔11的直径相近，使斜向器本体1和下压结构4能对下支撑部63的主体部分进行支撑。
43.如图4和图5所示，本发明的多底井用钻完井装置在使用时，具体步骤如下：
44.将多底井用斜向器整体下入至主井眼7的预定位置处，并使斜向器本体1插接在主井眼7中主套管8的顶端；
45.在主井眼7的井口进行加压，使下压结构4能插设至内封隔塞21和外封隔结构3之间，外封隔结构3在下压结构4的挤压下沿主井眼7的径向扩张而与主井眼7的井壁密封连接，从而将主套管8与井壁之间的环形空间封隔，并且下压结构4的顶端与内封隔塞21的顶端配合形成导向面5；
46.将钻具和上分支井筒工具从主井眼7沿导向面5下滑至上分支井眼9的预开窗口91处并进行上分支井眼9的钻井作业；
47.上分支井眼9的钻井作业完成后，利用打捞工具将内封隔塞21脱离斜向器本体1，并将内封隔塞21捞出；
48.下入完井短节6，使完井短节6的分支部62伸入上分支井中，而完井短节6的下支撑部63插设于至少两个底部封隔塞22之间并与底部封隔塞22密封连接，完井短节6的上支撑部61则通过悬挂器与主井眼7上位于上分支井眼9的上方的井段连接。
49.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。