一种用于分支井的窗口密封装置的制作方法

1.本发明涉及钻井领域，具体地涉及一种用于分支井的窗口密封装置。


背景技术：

2.在采油作业中，油井的分支井是指由一个水平或竖直主井眼的侧面钻出多个进入油(气)藏的分支井眼。该技术在断块层状油藏、多层系油气藏、枯竭型油气藏、致密油气藏和页岩气等均很好的适用性，是实现低品位油气藏效益开发的有效技术手段。国际上将分支井完井技术分为6个等级，其中4级及以下级别的分支完井不具备分支窗口处的密封能力，这样会带来一个严重的问题：如果分支的窗口处出水或者其中一个分支出水，则将严重影响整个油气井的采收率，并且后期的处理难度大，需要进行二次完井，难以实现油气井经济有效的开发。
3.国际上通常认定5级以上分支井技术可实现窗口密封，但通常需要提前预置4级窗口工具，意味着需要先实现4级分支完井并在此基础上实现5级分支完井，这大大增加了现场作业的难度，提高了整体5级分支作业成本。


技术实现要素：

4.针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种用于分支井的窗口密封装置。本发明的用于分支井的窗口密封装置能够直接实现5级分支完井的密封作业，从而效地降低整体5级分支作业的成本。
5.根据本发明，提供了一种用于分支井的窗口密封装置，包括本体。在所述本体内限定有腔体，在所述本体的上端设置有连通所述腔体的引流管，在所述本体的下端设置有连通所述腔体的第一管体和第二管体，所述第一管体设置为倾斜地连接在本体上，使得第二管体和第一管体能够分别伸入油井的主井眼和分支井眼内。
6.其中，所述窗口密封装置还包括能够分别自引流管伸入所述第二管体的第一密封件和第二密封件。所述第一密封件和第二密封件设置为能够分别切断第一管体和第二管体与所述引流管之间的连通。
7.在一个优选的实施例中，所述第一密封件设置为管状，其外径设置为等于引流管的内径。
8.所述第二管体设置为与引流管具有同一内径并设置在引流管的竖直下方。
9.在一个优选的实施例中，所述第二密封件设置为管状，在所述第二密封件的下端设置有能够伸入并封闭第二管体的堵头，在所述第二密封件的侧壁上设置有开口。
10.在一个优选的实施例中，在所述第二密封件上端的外壁上还设置有凸台，同时在所述引流管的内壁上还设置有螺旋槽，使得所述凸台通过所述螺旋槽时能够带动所述第二密封件转动。
11.所述第二密封件设置为当凸台通过螺旋槽时使得所述开口朝向靠近第一管体的一侧。
12.在一个优选的实施例中，还包括能够固定所述第二密封件和第一密封件的定位组件。
13.在一个优选的实施例中，所述定位组件包括设置在引流管内壁上的肋槽以及分别设置在第二管体和第一管体外壁上的能够与所述肋槽形成卡合的弹性肋。
14.在一个优选的实施例中，在所述第二密封件和第一密封件的两端还分别设置有第三密封件，所述第三密封件设置为环形密封圈。
15.在一个优选的实施例中，所述第一管体设置为铰接在所述本体上，在所述第一管体的下端还设置有导引面。
16.在一个优选的实施例中，在所述第二管体和第一管体下端的外壁上还设置有液力密封件。
附图说明
17.下面将参照附图对本发明进行说明。
18.图1显示了根据本发明的一个实施例的用于分支井的窗口密封装置与井筒连接的示意图。
19.图2为本发明的窗口密封装置的示意图。
20.图3为图2所示的用于分支井的窗口密封装置的第一密封件的示意图。
21.图4为图2所示的第一密封件与的示意图分支井的窗口密封装置的连接示意图。
22.图5为图2所示的用于分支井的窗口密封装置的第二密封件的示意图。
23.图6为图2所示的第二密封件与分支井的窗口密封装置的连接示意图。
24.在本技术中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
25.下面通过附图来对本发明进行介绍。在本文中，所述“上端”、“上侧”或类似用语表示指向井口的一端、一侧；所述“下端”、“下侧”或类似用语表示远离井口的一端、一侧。
26.图1显示了根据本发明的一个实施例的用于分支井的窗口密封装置100与井筒11连接的示意图。如图1所示，所述用于分支井的窗口密封装置100包括本体10。在所述本体10的下端分别设置有第一管体20和第二管体30。所述第二管体30呈平行于井筒的方向布置，而第一管体20倾斜地布置，使得第二管体30和第一管体20能够分别伸入油井的主井眼12和分支井眼13内。
27.图2为本发明的窗口密封装置100的示意图。如图2所示，所述本体10例如可以设置为圆筒状。在所述本体10内限定有腔体15。在所述本体10的上端还设置有连通井下管柱(未示出)的引流管40。
28.同时，所述第一管体20与第二管体30之间的夹角可通过实际油井的主井眼12和分支井眼13的夹角所设置(图中所示为夹角为零的初始状态)。优选地，所述第一管体20设置为铰接在本体10上，使得第一管体20能够在外力作用下相对于本体转动。同时，在所述第一管体20的下端还设置有导引面(未示出)，所述导引面能够与分支井13处的导向斜面(未示出)相配合，从而在本体10下入的过程中将所述第一管体20自行引入至分支井13内。
29.如图1所示，在所述第一管体20和第二管体30的下端还分别设置有液力密封件16。通过液力密封件16能够配合第一管体20和第二管体30从而实现主井眼12和分支井眼13的液力密封，进而使得位于油井下方的主井眼12和分支井眼13的流体能够正常地通过腔体15和引流管40流动至本体10上方的井下管柱内，由此实现正常的分支井开采作业。
30.需要说明的是，这种引导过程的原理和是液力密封件16的结构是本领域人员所熟知的，在此略去对其的详细介绍。
31.除此以外，本发明的用于分支井的窗口密封装置100还包括能够分别切断第一管体20和第二管体30与所述引流管40之间的连通的第一密封件和第二密封件。由此，作业人员便能够根据现场的实际需要自由地选择封闭主井眼12或分支井眼13。
32.图3为图2所示的用于分支井的窗口密封装置100的第一密封件50的示意图。如图3所示。所述第一密封件50设置为圆管状。
33.图4为图2所示的第一密封件50与的示意图分支井的窗口密封装置100的连接示意图。如图4所示，所述第一密封件50的外径设置为等于所述引流管40的内径。使得所述第一密封件50能够伸入引流管40内并紧贴在引流管40的内壁上。同时，所述第二管体30构造为与引流管40具有同一内径并设置在引流管40的竖直下方。
34.由此，在下放第一密封件50的过程中，当第一密封件50依次穿过引流管40和本体10后，能够伸入所述第二管体30内。此时由于第二管体30与引流管40具有同一内径，因此所述第一密封件50能够紧贴在第二管体30的内壁上。由此，所述第一密封件50便能够切断引流管40与第一管体20之间的连接，使得第一管体20内的流体流动至本体10内后无法继续流动至引流管40内。由此，所示分支井眼13会被封闭。
35.如图4所示，在所述第一密封件50和引流管40之间还设置有定位组件55。所述定位组件55包括设置在第一密封件50上端外壁上的弹性肋551和设置在引流管40内壁上的肋槽552。由此，当第一密封件50到达伸入第二管体30的指定位置后，所述弹性肋551能够到达与肋槽552相对应的位置处，从而肋槽552形成卡合。当肋槽552与弹性肋551形成卡合后，所述第一密封件50便会被固定，无法继续向下移动，由此实现第一密封件50的定位。
36.进一步地，在所示第一密封件50上端和下端的外壁上还设置有第三密封件56。所述第三密封件56例如可以是环形密封圈。通过第三密封件56能够进一步地封闭第一密封件50与引流管40以及第二管体30之间的间隙，从而提高第一密封件50的密封效果。
37.图5为图2所示的用于分支井的窗口密封装置100的第二密封件60的示意图。如图5所示，类似地，所述第二密封件60同样设置为圆管状。在所述第二密封件60的下端设置有堵头62，同时在所述第二密封件60的侧壁上还设置有连通第二密封件60内部通道的开口64。
38.图6为图2所示的第二密封件与分支井的窗口密封装置的连接示意图。如图6所示，当所述第二密封件60伸入引流管40后，随着第二密封件60继续下行，位于第二密封件60下端的堵头62能够伸入所述第二管体30内，从而封闭第二管体30。此时，位于第二管体30内的流体便无法流动至引流管40内，而位于第一管体20内的流体能够依次通过内腔15和开口64到达第二密封件60内，随后经第二密封件60到达引流管40内。此时所述主井眼12便会被封闭。
39.如图5所示，在一个优选的实施例中，在所述第二密封件60上端的外壁上还设置有凸台66，同时在所述引流管40的内壁上还设置有螺旋槽(未示出)。由此，当所示凸台66通过
引流管40时，其能够沿着螺旋槽转动，进而带动所述第二密封件60转动。所述第二密封件60设置为当凸台66通过螺旋槽时使得所述开口64朝向靠近第一管体20的一侧。通过这种设置，能够保证第二密封件60到达指定的位置后所述开口64始终朝向第一管体20，从而更有利于第一管体20内的流体流入至第二密封件60内。
40.与第一密封件50类似，在所述第二密封件60的上下两端同样设置有第三密封件56，以增强第二密封件60的密封性能。同时，在所述第二密封件60上端的外壁上同样设置有弹性肋551，从而与引流管40内壁上的肋槽552形成卡合，实现第二密封件60的定位。
41.在一个未示出的实施例中，在所述第二密封件60与所述堵头62之间还设置有连接杆(未示出)，所述连接杆连接在第二密封件60的管壁上，所述第二密封件60与所述堵头62通过连接杆相连接。这样当第二密封件60到达指定位置后，所述连接杆会位于本体10内。而由于连接杆的直径远小于第二密封件60的管径，因此连接杆不会影响流体流入引流管40。通过这种设置，能够更便于流体的流动，从而无需旋转第二密封件60。
42.以下简述根据本发明的用于分支井的窗口密封装置100的工作过程。
43.本发明的用于分支井的窗口密封装置100用于对分支井进行采油作业。在采油过程中，作业人员首先需要将所述本体10以及第一管体20和第二管体30组装在一起，随后将本体10的引流管40连接在井下管柱上，随着井下管柱一同下诶油井之中。
44.当本体10到达油井的分支井眼13后，所述第一管体20和第二管体30会被分别引导至分支井眼13和主井眼12内。此时在液力密封件16的作用下，所述第一管体20和第二管体30会分别实现分支井眼13和主井眼12的液力密封。此时，作业人员便可进行正常的采油作业。
45.当需要对分支井眼13或主井眼12进行封闭时，作业人员只需向油井内下入第一密封件50或第二密封件60，当第一密封件50或第二密封件60到达指定位置后，便会完成分支井眼13或主井眼12的密封，从而实现单井眼生产。
46.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于分支井的窗口密封装置(100)，包括：本体(10)，所述本体内具有腔体(15)，在所述本体的上端设置有连通所述腔体的引流管(40)，在所述本体的下端设置有连通所述腔体的第一管体(20)和第二管体(30)，所述第一管体设置为倾斜地连接在本体上，使得第二管体和第一管体能够分别伸入油井的主井眼(12)和分支井眼(13)内，其中，所述窗口密封装置还包括能够分别自引流管伸入所述第二管体的第一密封件(50)和第二密封件(60)，所述第一密封件和第二密封件设置为能够分别切断第一管体和第二管体与所述引流管之间的连通。2.根据权利要求1所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，所述第一密封件设置为管状，其外径设置为等于引流管的内径，所述第二管体设置为与引流管具有同一内径并设置在引流管的竖直下方。3.根据权利要求2所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，所述第二密封件设置为管状，在所述第二密封件的下端设置有能够伸入并封闭第二管体的堵头(62)，在所述第二密封件的侧壁上设置有开口(64)。4.根据权利要求3所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，在所述第二密封件上端的外壁上还设置有凸台(66)，在所述引流管的内壁上还设置有螺旋槽，使得所述凸台通过所述螺旋槽时能够带动所述第二密封件转动，所述第二密封件设置为当凸台通过螺旋槽时使得所述开口朝向靠近第一管体的一侧。5.根据权利要求2所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，在所述第二密封件与所述堵头之间还设置有连接杆，所述连接杆连接在第二密封件的侧壁上并具有小于第二密封件的直径。6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，还包括能够固定所述第二密封件和第一密封件的定位组件(55)。7.根据权利要求6所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，所述定位组件包括设置在引流管内壁上的肋槽(552)，以及分别设置在第二管体和第一管体外壁上的能够与所述肋槽形成卡合的弹性肋(551)。8.根据权利要求1-5中任一项所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，在所述第二密封件和第一密封件的两端还分别设置有第三密封件(56)，所述第三密封件设置为环形密封圈。9.根据权利要求1-5中任一项所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，所述第一管体设置为铰接在所述本体上，在所述第一管体的下端还设置有导引面。10.根据权利要求1-5中任一项所述的用于分支井的窗口密封装置，其特征在于，在所述第二管体和第一管体下端的外壁上还设置有液力密封件(16)。

技术总结
本发明涉及一种用于分支井的窗口密封装置，包括本体。在所述本体内限定有腔体，在所述本体的上端设置有连通所述腔体的引流管，在所述本体的下端设置有连通所述腔体的第一管体和第二管体，所述第一管体设置为倾斜地连接在本体上，使得第二管体和第一管体能够分别伸入油井的主井眼和分支井眼内。其中，所述窗口密封装置还包括能够分别自引流管伸入所述第二管体的第一密封件和第二密封件。所述第一密封件和第二密封件设置为能够分别切断第一管体和第二管体与所述引流管之间的连通。和第二管体与所述引流管之间的连通。和第二管体与所述引流管之间的连通。


技术研发人员：李夯 赵向阳 侯乃贺 朱和明 廖洪千
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术研究院有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/22