[发明专利]一种分支井结构及其形成工艺

说明书

本发明公开了一种分支井的结构及工艺，包括：主井眼，开设在地下，其内部设有套管；分支井眼，开设在主井眼侧壁面；空心导向套，其插设在所述主井眼的套管中；所述空心导向套为中空管体，其顶面为一向下倾斜的环形曲面，该环形曲面上对称设置有两凸出的定位锁块；分支井眼尾管悬挂器，分支井眼尾管悬挂器的外壁面沿分支井眼尾管悬挂器的径向向外凸出形成有两个导向壁，该两个导向壁分别与空心导向套的两个定位锁块接触，接触的位置设有锁槽，定位锁块嵌卡在锁槽中，该两个导向壁在分支井眼尾管悬挂器底部交汇为一条垂直沿分支井眼尾管悬挂器径向的线，该两个导向壁基于该线对称；分支井眼尾管，其连接在分支井眼尾管悬挂器的下端。

技术领域

本发明涉及一种分支井的结构与及施工方法，属于石油天然气、煤层气、页岩气等地下矿藏开发过程中的钻井方法或设备。

背景技术

在石油天然气等地下矿藏开发过程中，常规钻井方法是一个井口一个地下井眼，分支井指的是在一个井口中完成两个或两个以上的地下井眼。该特殊井型具有节省地面投资、节省分叉点以上井段的钻井投资等优点，在多种类型油气藏中显示了良好的应用效果，是一项钻井领域的前沿技术。

按照井筒完整性以及作业难易程度，将分支井技术分为六个级别，其中四级及以上的分支井，需要在套管内实现侧钻，需要专门的完井装置来实现分支井眼的机械连接、可重入性和水力密封性，此专门的工具和工艺称为分支井系统。此前分支井系统存在结构层序多导致内径损失大的问题，机械连接强度低，连接缝隙大，坐挂可靠度及灵活度差的问题，导致常出现井下复杂情况的现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种新型的以三维空间两管自动相交、相贯后自动坐挂啮合技术为核心的四级分支井系统实现方法，分支井眼可以实现固井、半程固井、分段压裂完井等不同的完井方式需求，并可以在此基础上通过增加井下装置的方法直接升级为六级。

本发明提供一种分支井的结构，包括：

主井眼，开设在地下，其内部设有套管；

分支井眼，从主井眼套管侧钻而形成，主井眼与分支井眼之间具有一角度；

空心导向套，其插设在所述主井眼的套管中；所述空心导向套为中空管体，其顶面为一向下倾斜的环形曲面，该环形曲面上对称设置有两凸出的定位锁块；

分支井眼尾管悬挂器，其自所述主井眼的套管插入到所述分支井眼中；所述分支井眼尾管悬挂器为中空管体，所述空心导向套的顶面贴合所述分支井眼尾管悬挂器的外壁面，所述分支井眼尾管悬挂器的外壁面与所述所述空心导向套的顶面贴合之处开设有侧壁孔，所述分支井眼尾管悬挂器与所述空心导向套通过侧壁孔连通；所述分支井眼尾管悬挂器的外壁面沿分支井眼尾管悬挂器的径向向外凸出形成有两个导向壁，该两个导向壁分别与空心导向套的两个定位锁块接触，接触的位置设有锁槽，定位锁块嵌卡在锁槽中，该两个导向壁在分支井眼尾管悬挂器底部交汇为一条垂直沿分支井眼尾管悬挂器径向的线，该两个导向壁基于该线对称；

分支井眼尾管，其连接在分支井眼尾管悬挂器的下端。

作为优选技术方案， 所述分支井眼尾管悬挂器采用壁厚不同或外接的方式在其外壁面向外凸出形成一导向部，该导向部的两个侧壁面为两个导向壁，该导向部自设有锁槽的位置向下呈一箭头状。

作为优选技术方案， 所述分支井眼尾管悬挂器采用壁厚不同或外接的方式在其外壁面向外凸出形成两条状的导向部，各导向部的与所述定位锁块接触的侧壁面为导向壁，两导向部在分支井眼尾管底部交汇形成V字形。

作为优选技术方案，所述主井眼的套管与所述空心导向套底面的外壁面之间设有第一密封环；所述分支井眼尾管悬挂器的下部与所述分支井眼的井壁之间设有第二密封环；所述分支井眼尾管悬挂器的上部与所述主井眼的套管之间设有第三密封环。

作为优选技术方案，主井眼与分支井眼之间的角度不大于10度。