[发明专利]一种用金属膨胀管实现分支井窗口密封的方法

权利要求书

1、一种用金属膨胀管实现分支井窗口密封的方法，其特征在于：该方法通过分支井窗口密封结构，定位定向送入装置和分叉金属膨胀管下入系统说明该密封方法：首先按分支井钻井方法完成主井眼的钻进并下入主井眼管柱，然后下入造斜器到设计开窗位置侧钻开窗并完成分支井眼钻进，将分支井眼的完井管柱通过预开孔悬挂装置挂接在空心导斜器上部；利用送入装置将预变形分叉密封机具下入到窗口位置，由分叉金属膨胀管下入系统实现密封金属膨胀管的形状恢复和膨胀密封。

2、一种实施用金属膨胀管实现分支井窗口密封的方法的装置：分支井窗口密封结构、定位定向送入装置、分叉金属膨胀管下入到系统；分支井窗口密封结构，由导入喇叭口(1)、定位定向送入装置(2)、限位定向套(3)、调长套管(4)、主井眼封隔器(5)、预开孔悬挂装置(6)、空心导斜器(7)、主井眼套管(8)、人字形分叉金属膨胀管主井眼部分(9)、导斜器连接件及下封隔器(10)、分支裸眼(11)、人字形分叉金属膨胀管分支眼部分(12)组成；定位定向送入装置，由送入内管接头(13)、送入内管(14)、开槽连接管(15)、定位连接块(16)、配合定位套(17)、提拉管柱(18)、剪切固定钉(19)组成；分叉金属膨胀管下入系统，由位定向定向送入装置(20)、密封管(21)、预变形金属膨胀管(22)、预开孔悬挂装置(23)、空心导斜器B24、拉提管柱25、膨胀锥26、锚定密封装置27、引管28组成，其特征在于：导入喇叭口(1)与定向送入装置(2)用螺纹或焊接连接，可将导入喇叭口(1)作为定位定向送入装置(2)一个部件与其制成一体；导入喇叭口(1)的存在保证后续管柱的顺利下入；定位定向送入装置(2)与限位定向套(3)配合实现分叉装置的周向定向和轴向定位，使分叉装置的分支井眼部分可靠进入预开孔悬挂装置(6)并可保证其轴向位置，使金属膨胀管的分叉高点位置恰好位于套管开窗的上窗口顶点位置，限位定向套(3)与调长套管(4)螺纹连接，其定位面与预开孔悬挂装置(6)的开口具有确定的角度，为定位定向送入装置(2)提供准确的轴向和周向定位；调长套管(4)与主井眼封隔器(5)及预开孔悬装置(6)螺纹连接，具有调整限位定向套(3)至窗口上端的距离，保证分叉金属膨胀管送入过程中可靠定位；预开孔悬挂装置(6)下部与分支井眼完井管柱螺纹连接并下入分支井眼内，下放到位后悬挂在空心导斜器(7)的顶部；空心导斜器(7)的斜口与预开孔悬挂装置(6)的开口对正，使管柱接缝处具有较小的缝隙且具有完整的内通径；人字形分叉膨胀管主井眼部分(9)下入空心导器(7)内部，后续膨胀后形成密封段；人字形分叉膨胀管分支井眼部分(12)下入到预开孔悬挂装置(6)内，并通过后续膨胀实现二者有效密封；导斜器连接件及下封隔器(10)封隔主井眼套管与空心导斜器(7)间的环空空间；人字形分叉密封膨胀管与预开孔悬挂装置(6)和空心导斜器(7)内管壁自身形成可靠密封，保证了分支井的压力密封完整性；送入内管接头(13)上端与送入钻具钻杆丝扣连接，下端通过油管扣或带密封的圆扣与送入内管(14)连接；送入内管(14)下端设有凸沿，开槽连接管(15)上端设有凸沿，开槽连接管(15)对称开有缝槽，缝槽中间穿过定位连接块(16)，定位连接块(16)一端卡入配合定位套(17)的定位定向槽内，另一端固定在提拉管柱(18)上，为提拉管柱(18)下面固定的形状恢复胀锥提供准确的轴向和周向定位；工具送入时，用剪切固定钉(19)将开槽连接管(15)、配合定位套(17)和提拉管柱(18)固定在一起；定向定位装置下入到限位定向套(13)时，二者相互配合完成人字形分叉金属膨胀管的轴向和周向定位，送入内管(14)下压推动开槽连接管(15)下行剪断剪切固定钉(19)，分叉密封管筒在钻具下放过程中自动同步分叉使人字形主分支管筒进入空心导斜器(7)；当开槽连接管(15)上端凸沿下放到配合定位套(17)时，分支装置恰好下放到位；送入过程结束后，通过液压及机械膨胀锥使预变形人字形分叉密封管恢复基本形状，并进一步径向涨大，使人字形分叉密封三通管体端部与预开孔悬挂装置(6)和空心导斜器(7)内壁过赢配合接触，达到密封的目的；引管(28)为保证预变形金属膨胀管(22)下入主井眼管体可靠进入空心导斜器B(24)中，锚定密封装置(27)与预变形金属膨胀管(22)下部主井眼管体螺纹或焊接连接；施工时，当定位定向送入装置(20)的配合定位套(17)与限位定向套(3)对正后，人字形金属膨胀管刚好位于主分支井眼分叉交汇处，且其主分支位于空心导斜器(7)内，分支管筒朝向预开口套管，此时，定位定向送入装置(20)的提拉管柱(25)和固定在其上面的膨胀锥(26)被轴向定位，限制在窗口分叉处上端无法下行；当送入内管柱(14)下压剪断定位定向送入装置(20)的剪钉后，锚定封闭装置(27)在内管柱作用下推动分叉金属膨胀管下放，膨胀锥(26)使其变形的金属膨胀管主井眼管体恢复基本形状，并将分支管体推向分支井眼，当定位定向送入装置(20)的开槽连接管(15)上端凸沿下行到配合定位套(11)时，钻具下放遇阻，分叉金属膨胀管下放到位；下压钻具，锚定密封装置(27)的剪钉剪断，锚定密封装置(27)卡牙锚定到套管内壁上；上提钻具，送入内管(14)使提拉管柱(18)及膨胀锥(26)一同被提到密封管(21)位置，膨胀锥(26)的密封结构与人字形金属膨胀管下端两个密封端构成密封空间，通过向分叉金属膨胀管内泵人高压液体，使分支管筒主分支管筒逐渐复原，实现密封。

3、根据权利要求2所述的一种实施用金属膨胀管实现分支井窗口密封的方法的装置中的分叉金属膨胀管采用强度高、塑性好的材料制成，要求塑性变形率为10-60％。