CN104405318B - 一种井眼选择性重入装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井眼选择性重入装置和方法，所述井眼选择性重入装置包括井下永久性定位工具(51)、主井眼重入导引工具(52)和支井眼重入导引工具(53)；筒形的井下永久性定位工具(51)能够永久性的固定套设于井下的主套管(5)内，主井眼重入导引工具(52)的内套筒(10)的上端为环形引导斜面(101)，支井眼重入导引工具(53)的侧壁上设有侧面开口(19)，支井眼重入导引工具(53)下端的外径大于环形引导斜面(101)的内径。通过使作业管串与主井眼重入工具或支井眼重入工具配合，该井眼选择性重入装置和方法可多次选择性的引导作业管串准确的进入主井眼或者分支井眼。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，特别是一种能够将工具管串送入到指定的分支井眼或主井眼中的井眼选择性重入装置，还是一种能够将工具管串送入到指定的分支井眼或主井眼中的井眼选择性重入方法。
背景技术
多分支井是在一个主井筒中的不同深度上钻出几个井筒用于开采不同深度油层的井。该技术可以增大泻油面积，提高油井产量，全面减少油藏开发成本。分支井完井后的井眼重入技术的作用主要体现在后期作业的管串如何快速，准确的选择性进入主支井眼内。
分支井井眼重入技术可分为：1、利用管串前端接弯接头或找眼工具试下；2、下入重入导引工具，在井内形成有区别的主支井眼通道，重入导引工具利用定位工具上主支井眼通道尺寸大小选择性进入主支井眼。该技术的关键是重入定位工具定位准确和悬挂可靠，否则会造成找不到井眼位置而导致重进失败，给后续采油、修井和油层改造带来很多问题。下入重入导引工具可以准确找到主分支井眼，但取决于定位工具的准确定位。
发明内容
为了解决现有分支井井眼重入技术中存在的准确性差的问题。本发明提供了一种井眼选择性重入装置和方法，所述井眼选择性重入装置包括井下永久性定位工具、主井眼重入导引工具和支井眼重入导引工具，通过使作业管串与主井眼重入工具或支井眼重入工具配合，该井眼选择性重入装置和方法可多次选择性的引导作业管串准确的进入主井眼或者分支井眼。
本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种井眼选择性重入装置，包括井下永久性定位工具、主井眼重入导引工具和支井眼重入导引工具；
筒形的井下永久性定位工具能够永久性的固定套设于井下的主套管内，主井眼重入导引工具设置于井下永久性定位工具的上方，主井眼重入导引工具包括外套筒和内套筒，内套筒的下端插接于井下永久性定位工具的上端，内套筒的上端插接于外套筒内，内套筒的上端为环形引导斜面，外套筒的侧壁上设有侧向开口，环形引导斜面位于侧向开口内，环形引导斜面朝向侧向开口；筒形的支井眼重入导引工具能够弯曲，支井眼重入导引工具的侧壁上设有侧面开口，支井眼重入导引工具的下端从侧向开口伸出，支井眼重入导引工具的上部套设于外套筒的上端内，侧面开口与环形引导斜面的位置相对应，支井眼重入导引工具下端的外径大于环形引导斜面的内径。
井下永久性定位工具含有缩颈段，缩颈段外设有密封件。
井下永久性定位工具的上端沿周向设有第一环形定位斜面，内套筒的下部外沿周向设有与第一环形定位斜面相匹配的第二环形定位斜面，内套筒的下端插接于井下永久性定位工具的上端内，内套筒和井下永久性定位工具通过弹性销连接固定。
外套筒的上端沿周向设有第三环形定位斜面，支井眼重入导引工具的上部外沿周向设有与第三环形定位斜面相匹配的第四环形定位斜面。
支井眼重入导引工具含有筒形本体，侧面开口设置于筒形本体的侧壁上，侧面开口下端的位置低于环形引导斜面下端的位置。
一种井眼选择性重入方法，包括以下步骤：
步骤1、向主井眼的设定位置下入上述的井下永久性定位工具，并使井下永久性定位工具位于设定角度；
步骤2、向所述主井眼内下入上述的主井眼重入导引工具，使主井眼重入导引工具的下端对应插接于井下永久性定位工具的上端内；
步骤3、向所述主井眼内下入上述的支井眼重入导引工具，使支井眼重入导引工具的下端通过环形引导斜面的引导从侧向开口伸出并与支井眼的位置相对应，完成上述的井眼选择性重入装置的安装；
步骤4、当需要管串进入所述主井眼作业时，将作业管串的下端固定连接主井眼重入工具，再将主井眼重入工具插入所述井眼选择性重入装置，当需要管串进入所述支井眼作业时，将作业管串的下端固定连接支井眼重入工具，再将支井眼重入工具插入所述井眼选择性重入装置。
主井眼重入工具包括外套和柱状的重入本体，重入本体的上端插接于外套内，重入本体和外套通过剪切销钉连接固定，外套的上部外设有用于与支井眼重入导引工具的上端卡合的台阶面，重入本体的上端设有用于与作业管串连接固定的连接部，重入本体的下端的外径小于环形引导斜面的内径。
在步骤4中，当需要所述管串进入所述主井眼的下方作业时，先将主井眼重入工具从上向下插入所述井眼选择性重入装置的支井眼重入导引工具中，再通过憋压使重入本体和外套分离，重入本体向下穿过井下永久性定位工具。
支井眼重入工具包括外套和柱状的重入本体，重入本体插接于外套内，重入本体和外套通过剪切销钉连接固定，外套的下端外设有用于与支井眼重入导引工具的下端卡合的圆锥面，重入本体的上端设有用于与作业管串连接固定的连接部，重入本体的下端的外径大于环形引导斜面的内径，外套的下端的外径小于支井眼重入导引工具的内径。
在步骤4中，当需要所述管串进入所述支井眼作业时，先将支井眼重入工具从上向下插入所述井眼选择性重入装置的支井眼重入导引工具中，支井眼重入工具的下端通过环形引导斜面的引导进入支井眼重入导引工具的下端内，再通过憋压使重入本体和外套分离，重入本体斜向下穿出支井眼重入导引工具的下端。
本发明的有益效果是：所述井眼选择性重入装置包括井下永久性定位工具、主井眼重入导引工具和支井眼重入导引工具，通过使作业管串与主井眼重入工具或支井眼重入工具配合，该井眼选择性重入装置和方法可多次选择性的引导作业管串准确的进入主井眼或者分支井眼。
附图说明
下面结合附图对本发明所述的井眼选择性重入装置和方法作进一步详细的描述。
图1为井眼选择性重入装置的主视图。
图2为井眼选择性重入装置的装配示意图。
图3为井下永久性定位装置在井内的示意图。
图4为主井眼重入导引工具的示意图。
图5为支井眼重入导引工具的示意图。
图6为主井眼重入工具的示意图。
图7为支井眼重入工具的示意图。
图8为主井眼重入导引工具丢手后的示意图。
图9支井眼重入导引工具丢手后的示意图。
图10为主井眼重入工具到位后的示意图。
图11为主井眼重入工具进入主井眼的示意图。
图12为主井眼重入工具回收的示意图。
图13为支井眼重入工具到位后的示意图。
图14为支井眼重入工具进入主井眼的示意图。
图15为支井眼重入工具回收的示意图。
其中1.锁定孔，2.第一环形定位斜面，3.密封件，4.缩颈段；5.主套管，6.下放丢手，7.第三环形定位斜面，8.定位槽，9.外套筒，10.内套筒，101.环形引导斜面，11.侧向开口，12.第二环形定位斜面，13.弹性销，14.插头，15.下放丢手，16.第四环形定位斜面，17.定位键，18.筒形本体，19.侧面开口，20.台阶座，21.第一外套，22.剪切销钉，23.第一重入本体，24.重入引导头，25.第二重入本体，26.剪切销钉，27.第二外套，28.重入引导头，29.圆锥面；
30.送入钻杆串，31.尾杆串，32.作业管串，33.台阶面；
51.井下永久性定位工具，52.主井眼重入导引工具，53.支井眼重入导引工具，54.主井眼重入工具，55.支井眼重入工具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的井眼选择性重入装置作进一步详细的说明。一种井眼选择性重入装置，如图1和图2所示，包括井下永久性定位工具51、主井眼重入导引工具52和支井眼重入导引工具53；筒形的井下永久性定位工具51能够永久性的固定套设于井下的主套管5内，主井眼重入导引工具52设置于井下永久性定位工具51的上方，主井眼重入导引工具52包括外套筒9和内套筒10，内套筒10的下端插接于井下永久性定位工具51的上端内，内套筒10的上端插接于外套筒9内，内套筒10的上端为环形引导斜面101，外套筒9的侧壁上设有侧向开口11，环形引导斜面101位于侧向开口11内，环形引导斜面101朝向侧向开口11；筒形的支井眼重入导引工具53能够弯曲，支井眼重入导引工具53为金属材质如钢，筒形的支井眼重入导引工具53的弯曲小于3度，支井眼重入导引工具53的侧壁上设有侧面开口19，支井眼重入导引工具53的下端从侧向开口11伸出，支井眼重入导引工具53的上部套设于外套筒9的上端内，侧面开口19与环形引导斜面101的位置相对应，支井眼重入导引工具53下端的外径大于环形引导斜面101的内径。
图1和图2所示的是井下永久性定位工具51、主井眼重入导引工具52和支井眼重入导引工具53装配到一起时的示意图，主井眼重入导引工具52和支井眼重入导引工具53未安装时如图4和图5所示，即图4和图5为零件图，主井眼重入导引工具52上设有用于安装的下放丢手6，支井眼重入导引工具53上设有用于安装的下放丢手15。
如图3所示，井下永久性定位工具51含有缩颈段4，缩颈段4外设有密封件3。在井下主套管5内设置一个井下永久性定位工具51做为该分支井眼的定位基座。井下永久性定位工具51设计有密封件3后可以在坐封将主井眼下部和分支井眼封隔。井下永久性定位工具51上设计有与主井眼重入导引工具52连接的锁定孔1。
井下永久性定位工具51的上端沿周向设有第一环形定位斜面2，内套筒10的下部外沿周向设有与第一环形定位斜面2相匹配的第二环形定位斜面12，内套筒10的下端插接于井下永久性定位工具51的上端内，第一环形定位斜面2和第二环形定位斜面12对应贴合，内套筒10和井下永久性定位工具51通过弹性销13连接固定，如图1和图2所示。设置第一环形定位斜面2和第二环形定位斜面12可以精确的控制侧向开口11和环形引导斜面101的位置，提高引导作业管串准确的进入主井眼或者分支井眼的精度。
外套筒9的上端沿周向设有第三环形定位斜面7，支井眼重入导引工具53的上部外沿周向设有与第三环形定位斜面7相匹配的第四环形定位斜面16，第三环形定位斜面7和第四环形定位斜面16对应贴合，支井眼重入导引工具53上设有定位键17，第三环形定位斜面7的下端设有定位槽8，定位槽8与定位键17配合实现支井眼重入导引工具53与外套筒9周向固定，即定位键17插入定位槽8后，支井眼重入导引工具53不能相对于外套筒9转动。
支井眼重入导引工具53含有筒形本体18，侧面开口19设置于筒形本体18的侧壁上，侧面开口19下端的位置低于环形引导斜面101下端的位置。筒形本体18的下端还设有筒形的台阶座20，台阶座20的两端为公扣，台阶座20的一端与筒形本体18相连，台阶座20的另一端与尾管30螺纹连接。
安装该井眼选择性重入装置时，如图1和图2所示，由于尾杆串31和支井眼重入导引工具53下端的外径大于环形引导斜面101的内径，尾杆串31在接触到环形引导斜面101后不能向下进入环形引导斜面101的内径中而只能被侧向引导进而从侧向开口11穿出。
一种井眼选择性重入方法，包括以下步骤：
步骤1、完成分支井眼裸眼钻进后，向主井眼的主套管5的设定位置下入井下永久性定位工具51，并使井下永久性定位工具51位于设定角度。
所述设定位置为所述井眼选择性重入装置完成安装后，侧向开口11的位置与支井眼的位置相对应；所述设定角度为所述井眼选择性重入装置完成安装后，侧向开口11朝向支井眼。
步骤2、向所述主井眼的主套管5内下入主井眼重入导引工具52，使主井眼重入导引工具52的下端对应插接于井下永久性定位工具51的上端内；
具体的，主井眼重入导引工具52的上部的下放丢手6与送入钻杆串30螺纹连接，下入到井下后坐在永久性定位工具51上，主井眼重入导引工具52下端的插头14插入永久性定位装置4内，通过永久性定位装置4的第一环形定位斜面2滑入到位，第一环形定位斜面2与第二环形定位斜面12紧密贴合，主井眼重入导引工具52的弹性销13与井下永久性定位工具51的锁定孔1机械锁定，如图8所示。到位后倒扣丢手，起出钻杆串30，完成主井眼重入导引工具的坐放。
步骤3、向所述主井眼的主套管5内下入支井眼重入导引工具53，使支井眼重入导引工具53的下端通过环形引导斜面101的引导从侧向开口11伸出并与支井眼的位置相对应，完成上述的井眼选择性重入装置的安装。
具体的，支井眼重入导引工具53下部与支井眼的尾管串31螺纹连接，支井眼重入导引工具53上部下放丢手15与送入钻杆串30螺纹连接，支井眼的尾管串31穿过主井眼重入导引工具52的侧向开口11处，由主井眼重入导引工具52的环形引导斜面101导引滑入到支井眼中，支井眼重入导引工具53的上部插入到主井眼重入导引工具52内，如图2和图9所示，通过第四环形定位斜面16与第三环形定位斜面7接触后，第四环形定位斜面16沿第三环形定位斜面7的螺旋面滑动，并最终与第三环形定位斜面7重合，并悬挂于第三环形定位斜面7上、锁定，此时支井眼重入导引工具53上的侧面开口19处正对主井眼重入导引工具52的环形引导斜面10。到位后倒扣丢手，起出钻杆串30，完成支井眼重入导引工具的坐放。从而完成上述的井眼选择性重入装置的安装。
步骤4、当需要管串进入所述主井眼的下方作业时，将作业管串32的下端固定连接主井眼重入工具54，将主井眼重入工具54插入所述井眼选择性重入装置，当需要管串进入所述支井眼作业时，将作业管串32的下端固定连接支井眼重入工具55，支井眼重入工具55插入所述井眼选择性重入装置，如图8至15所示。
如图6所示，主井眼重入工具54包括第一外套21和柱状的第一重入本体23，第一重入本体23的上端插接于第一外套21内，第一重入本体23和第一外套21通过剪切销钉22连接固定，第一外套21的上部外设有用于与支井眼重入导引工具53的上端卡合的台阶面33，第一重入本体23的上端设有用于与作业管串32连接固定的连接部，第一重入本体23的下端的外径小于环形引导斜面101的内径。具体的，第一重入本体23的下端设有重入导引头24，重入导引头24的外径小于环形引导斜面101的内径。
具体的，在步骤4中，当需要管串进入主井眼下作业时，将作业管串32的末端连接主井眼重入工具54的第一重入本体23的上部。主井眼重入工具54下入到位后，主井眼重入工具54的第一重入本体23插入到支井眼重入导引工具53内，主井眼重入工具54的台阶面33与分支井眼重入导引工具53的上端面抵接，即支井眼重入导引工具53的上端卡住第一外套21的上端，主井眼重入工具54的第一外套21起扶正作用，引导重入导引头24正确进入主井眼重入引导工具52下部的环形引导斜面10中，如图10所示。然后，憋压，剪断主井眼重入工具54的第一外套21与第一重入本体23之间的剪切销钉22，第一外套21不动，作业管串32和第一重入本体23下行并进入主井眼内开始作业，如图11所示。然后，参考图12，上提作业管串32，通过支井眼重入导引工具53的上端时，靠台阶面33将遗留下来的主井眼重入工具54的第一外套21一起带出井口，完成作业。
如图7所示，支井眼重入工具55包括第二外套27和柱状的第二重入本体25，第二重入本体25插接于第二外套27内，第二重入本体25和第二外套27通过剪切销钉26连接固定，第二外套27的下端外设有用于与支井眼重入导引工具53的下端卡合的圆锥面29，第二重入本体25的上端设有用于与作业管串32连接固定的连接部，第二重入本体25的下端的外径大于环形引导斜面101的内径，第二外套27的下端的外径小于支井眼重入导引工具53的筒形本体18内径。具体的，第二重入本体25的下端设有重入引导头28，重入引导头28的外径外大于环形引导斜面101的内径，第二外套27的下端的外径小于筒形本体18的内径，如图13所示。
具体的，在步骤4中，当需要管串进入支井眼作业时，将作业管串32的末端连接支井眼重入工具55。下入到位后，支井眼重入工具55穿过支井眼重入导引工具53，在触碰到环形引导斜面101时，由于支井眼重入工具55下端的外径大于环形引导斜面101的内径并且小于筒形本体18的内径，支井眼重入工具55的下部被环形引导斜面101引导进入支井眼重入导引工具53的下端内，如图13所示。然后，参考图14，憋压，剪断支井眼重入工具55的第二外套27与第二重入本体25之间的剪切销钉26，第二外套27下端的外圆锥面29与台阶座20的上端抵接，第二外套27留在支井眼重入导引工具53的台阶座20处不动，作业管串32和第二重入本体25下行，进入支井眼内开始作业。然后，参考图15，上提管串，第二重入本体25通过台阶座20处，将支井眼重入工具55的第二外套27一起带出井口，完成作业。
其中，主井眼重入工具54可以通过更换剪切销钉后可以重复使用，支井眼重入工具55通过更换剪切销钉后可以重复使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (7)
1.一种井眼选择性重入装置，其特征在于，所述井眼选择性重入装置包括井下永久性定位工具(51)、主井眼重入导引工具(52)和支井眼重入导引工具(53)；
筒形的井下永久性定位工具(51)能够永久性的固定套设于井下的主套管(5)内；
主井眼重入导引工具(52)设置于井下永久性定位工具(51)的上方，主井眼重入导引工具(52)包括外套筒(9)和内套筒(10)，内套筒(10)的下端插接于井下永久性定位工具(51)的上端，内套筒(10)的上端插接于外套筒(9)内，内套筒(10)的上端为环形引导斜面(101)，外套筒(9)的侧壁上设有侧向开口(11)，环形引导斜面(101)位于侧向开口(11)内，环形引导斜面(101)朝向侧向开口(11)；
筒形的支井眼重入导引工具(53)能够弯曲，支井眼重入导引工具(53)的侧壁上设有侧面开口(19)，支井眼重入导引工具(53)的下端从侧向开口(11)伸出，支井眼重入导引工具(53)的上部套设于外套筒(9)的上端内，侧面开口(19)与环形引导斜面(101)的位置相对应，支井眼重入导引工具(53)下端的外径大于环形引导斜面(101)的内径；支井眼重入导引工具(53)含有筒形本体(18)，侧面开口(19)设置于筒形本体(18)的侧壁上，侧面开口(19)下端的位置低于环形引导斜面(101)下端的位置；
所述井眼选择性重入装置还包括能够插入支井眼重入导引工具(53)的主井眼重入工具(54)或支井眼重入工具(55)；
主井眼重入工具(54)包括第一外套(21)和柱状的第一重入本体(23)，第一重入本体(23)的上端插接于第一外套(21)内，第一重入本体(23)和第一外套(21)通过剪切销钉(22)连接固定，第一外套(21)的上部外设有用于与支井眼重入导引工具(53)的上端卡合的台阶面(33)，第一重入本体(23)的上端设有用于与作业管串(32)连接固定的连接部，第一重入本体(23)的下端的外径小于环形引导斜面(101)的内径；
支井眼重入工具(55)包括第二外套(27)和柱状的第二重入本体(25)，第二重入本体(25)插接于第二外套(27)内，第二重入本体(25)和第二外套(27)通过剪切销钉(26)连接固定，第二外套(27)的下端外设有用于与支井眼重入导引工具(53)的下端卡合的圆锥面(29)，第二重入本体(25)的上端设有用于与作业管串(32)连接固定的连接部，第二重入本体(25)的下端的外径大于环形引导斜面(101)的内径，第二外套(27)的下端的外径小于支井眼重入导引工具(53)的筒形本体(18)的内径。
2.根据权利要求1所述的井眼选择性重入装置，其特征在于：井下永久性定位工具(51)含有缩颈段(4)，缩颈段(4)外设有密封件(3)。
3.根据权利要求1所述的井眼选择性重入装置，其特征在于：井下永久性定位工具(51)的上端沿周向设有第一环形定位斜面(2)，内套筒(10)的下部外沿周向设有与第一环形定位斜面(2)相匹配的第二环形定位斜面(12)，内套筒(10)的下端插接于井下永久性定位工具(51)的上端内，内套筒(10)和井下永久性定位工具(51)通过弹性销(13)连接固定。
4.根据权利要求1所述的井眼选择性重入装置，其特征在于：外套筒(9)的上端沿周向设有第三环形定位斜面(7)，支井眼重入导引工具(53)的上部外沿周向设有与第三环形定位斜面(7)相匹配的第四环形定位斜面(16)。
5.一种井眼选择性重入方法，其特征在于：该井眼选择性重入方法采用了权利要求1～4中任意一项所述的井眼选择性重入装置，所述井眼选择性重入方法包括以下步骤：
步骤1、向主井眼的设定位置下入所述井眼选择性重入装置中的井下永久性定位工具(51)，并使井下永久性定位工具(51)位于设定角度；
步骤2、向所述主井眼内下入所述井眼选择性重入装置中的主井眼重入导引工具(52)，使主井眼重入导引工具(52)的下端对应插接于井下永久性定位工具(51)的上端内；
步骤3、向所述主井眼内下入所述井眼选择性重入装置中的支井眼重入导引工具(53)，使支井眼重入导引工具(53)的下端通过环形引导斜面(101)的引导从侧向开口(11)伸出并与支井眼的位置相对应；
步骤4、当需要作业管串(32)进入所述主井眼作业时，将作业管串(32)的下端固定连接所述井眼选择性重入装置中的主井眼重入工具(54)，再将主井眼重入工具(54)插入支井眼重入导引工具(53)，当需要作业管串(32)进入所述支井眼作业时，将作业管串(32)的下端固定连接所述井眼选择性重入装置中的支井眼重入工具(55)，再将支井眼重入工具(55)插入支井眼重入导引工具(53)。
6.根据权利要求5所述的井眼选择性重入方法，其特征在于：该井眼选择性重入方法采用了权利要求1～4中任意一项所述的井眼选择性重入装置，其特征在于：在步骤4中，当需要作业管串(32)进入所述主井眼的下方作业时，先将主井眼重入工具(54)从上向下插入所述井眼选择性重入装置的支井眼重入导引工具(53)中，再通过憋压使重入第一重入本体(23)和第一外套(21)分离，第一重入本体(23)向下穿过井下永久性定位工具(51)。
7.根据权利要求5所述的井眼选择性重入方法，其特征在于：该井眼选择性重入方法采用了权利要求1～4中任意一项所述的井眼选择性重入装置，其特征在于：在步骤4中，当需要作业管串(32)进入所述支井眼作业时，先将支井眼重入工具(55)从上向下插入所述井眼选择性重入装置的支井眼重入导引工具(53)中，支井眼重入工具(55)的下端通过环形引导斜面(101)的引导进入支井眼重入导引工具(53)的下端内，再通过憋压使第二重入本体(25)和第二外套(27)分离，第二重入本体(25)斜向下穿出支井眼重入导引工具(53)的下端。
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