本發(fā)明涉及油氣開采設(shè)備，具體涉及一種高曲率柔性超短半徑完井管串。

背景技術(shù)：

1、隨著老油田開發(fā)的深入，油田含水逐步攀升，原油產(chǎn)量逐步遞減，開發(fā)形勢(shì)更加嚴(yán)峻，并且隨著加密井的不斷施工，井間距離愈發(fā)短，常規(guī)水平井造斜段長(zhǎng)，井間距短的制約下，造成水平段短影響產(chǎn)油效果，為此近年來通過短半徑、超短半徑水平井技術(shù)進(jìn)行大曲率造斜和定向水平鉆進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)目的層定向挖潛改造，擴(kuò)大泄油面積，改善油井生產(chǎn)條件，進(jìn)一步提高原油采收率。與常規(guī)水平井相比，具有靶前距短，施工周期短，費(fèi)用低等特點(diǎn)，井眼軌跡造斜率高(60°/30m以上)、曲率半徑小(50m以內(nèi))，為完井管串下入施工造成極大困難。

2、目前常規(guī)油管、割縫篩管等油井用完井管串由管體及接箍組成，僅靠管體自身材料屈服強(qiáng)度彎曲，因此剛度大，彎曲能力有限，造成在高狗腿度井眼下入困難或者無法下入的問題，無法滿足完井要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供高曲率柔性超短半徑完井管串，能使得整個(gè)管串能隨井眼的偏斜而逐漸偏斜，降低了井眼的造斜段對(duì)管串下入時(shí)的阻力，使得每個(gè)篩管更易偏斜，降低整個(gè)管串在下入井眼的困難程度。

2、本發(fā)明提供了一種高曲率柔性超短半徑完井管串，包括引鞋和多個(gè)篩管，多個(gè)篩管首尾相連，還包括：

3、多個(gè)柔性短節(jié)，與所述多個(gè)篩管交錯(cuò)設(shè)置，相鄰兩個(gè)篩管通過一個(gè)柔性短節(jié)連接，每個(gè)柔性短節(jié)均包括萬向球座和萬向球頭；

4、所述萬向球座與完井用的鉆桿或其中一個(gè)篩管連接，萬向球座內(nèi)設(shè)有第一通孔；

5、所述萬向球頭一端與萬向球座鉸接，萬向球頭另一端與另一個(gè)篩管連接，萬向球頭內(nèi)設(shè)有第二通孔，所述篩管的管孔與第一通孔和第二通孔連通；

6、張力鎖緊接頭，一端與最末尾的篩管連接，所述張力鎖緊接頭另一端與所述引鞋連接，張力鎖緊接頭用于減少多個(gè)篩管之間的應(yīng)力。

7、較佳地，所述張力鎖緊接頭包括芯軸和引鞋接頭，所述芯軸一端與篩管遠(yuǎn)離引鞋的一端連接，所述引鞋接頭一端與引鞋連接，引鞋接頭另一端設(shè)有臺(tái)階孔，芯軸另一端沿臺(tái)階孔的軸向滑動(dòng)連接于所述臺(tái)階孔內(nèi)，臺(tái)階孔側(cè)壁設(shè)有沿芯軸徑向的螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)螺紋連接有鎖母穩(wěn)釘，所述鎖母穩(wěn)釘壓緊在芯軸外壁，以限制芯軸相對(duì)臺(tái)階孔運(yùn)動(dòng)。

8、較佳地，所述芯軸靠近臺(tái)階孔一端外壁設(shè)有滑環(huán)，芯軸通過滑環(huán)沿臺(tái)階孔軸向滑動(dòng)連接于臺(tái)階孔內(nèi)，臺(tái)階孔內(nèi)可拆卸連接有芯軸鎖母，所述芯軸鎖母與滑環(huán)抵接，芯軸鎖母用于防止滑環(huán)從臺(tái)階孔內(nèi)脫出。

9、較佳地，所述芯軸遠(yuǎn)離滑環(huán)一端設(shè)有篩管接頭，芯軸通過篩管接頭與篩管遠(yuǎn)離引鞋一端可拆卸連接，所述臺(tái)階孔內(nèi)設(shè)有緩壓墊片，所述緩壓墊片具有一定彈性，芯軸靠近引鞋一端能與緩壓墊片抵接，緩壓墊片用于向芯軸施加沿臺(tái)階孔軸向的彈性力。

10、較佳地，所述鉆桿與萬向球座之間設(shè)有卡榫機(jī)構(gòu)，所述卡榫機(jī)構(gòu)一端與鉆桿連接，卡榫機(jī)構(gòu)另一端與萬向球座連接，所述卡榫機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)鉆桿與萬向球座的連接或脫離。

11、較佳地，所述卡榫機(jī)構(gòu)包括鉆桿接頭、滑套上接頭、滑套下接頭和卡爪機(jī)構(gòu)，所述鉆桿接頭與鉆桿連接，滑套上接頭與所述萬向球座連接，所述滑套下接頭設(shè)于滑套上接頭外并與滑套上接頭連接，滑套下接頭外壁設(shè)有多個(gè)卡槽，所述卡爪機(jī)構(gòu)設(shè)于滑套下接頭外并與鉆桿接頭連接，所述卡爪機(jī)構(gòu)能與多個(gè)卡槽卡接，卡爪機(jī)構(gòu)用于鎖緊或解除滑套上接頭相對(duì)鉆桿接頭的位置。

12、較佳地，所述卡爪機(jī)構(gòu)包括卡爪和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述鉆桿接頭插入滑套上接頭內(nèi)，所述卡爪包括連接環(huán)和多個(gè)爪臂，所述多個(gè)爪臂均具有一定彈性，所述連接環(huán)與鉆桿接頭外壁固連，多個(gè)爪臂設(shè)于連接環(huán)一側(cè)，滑套下接頭設(shè)于多個(gè)爪臂內(nèi)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與多個(gè)爪臂連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)爪臂卡進(jìn)卡槽內(nèi)，以限制滑套上接頭相對(duì)鉆桿上接頭的運(yùn)動(dòng)。

13、較佳地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑套和液控回路，所述滑套沿自身軸向滑動(dòng)連接于所述滑套下接頭外，所述多個(gè)爪臂與滑套一端內(nèi)壁抵接，滑套用于將每個(gè)爪臂擠進(jìn)一個(gè)卡槽內(nèi)，滑套另一端內(nèi)壁與滑套下接頭外壁之間設(shè)有密封腔，所述液控回路與所述密封腔連通，當(dāng)液控回路向密封腔內(nèi)通進(jìn)液壓油時(shí)，液壓油驅(qū)動(dòng)滑套向遠(yuǎn)離爪臂一端運(yùn)動(dòng)，以使滑套內(nèi)壁與爪臂脫離接觸，從而使得爪臂從卡槽內(nèi)脫出。

14、較佳地，所述滑套下接頭和滑套的側(cè)壁上均設(shè)有沿滑套徑向的銷孔，所述銷孔內(nèi)設(shè)有限位銷釘，當(dāng)密封腔內(nèi)的液壓油達(dá)到一定壓力時(shí)，液壓油驅(qū)動(dòng)滑套將限位銷釘剪斷，所述滑套下接頭外壁上設(shè)有限位擋圈，所述限位擋圈能與滑套遠(yuǎn)離爪臂一端抵接，限位擋圈用于防止滑套從滑套下接頭上滑脫。

15、較佳地，所述萬向球座內(nèi)設(shè)有球頭鎖緊環(huán)，所述球頭鎖緊環(huán)與所述萬向球座靠近萬向球頭一端連接，球頭鎖緊環(huán)與萬向球頭外壁抵接，球頭鎖緊環(huán)用于限制萬向球頭相對(duì)萬向球座位移。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種高曲率柔性超短半徑完井管串，隨著鉆桿的持續(xù)進(jìn)給，靠近引鞋的篩管的偏斜幅度大于靠近鉆桿的篩管，相鄰兩個(gè)篩管之間的夾角發(fā)生變化，從而使得柔性短節(jié)萬向球頭相對(duì)柔性短節(jié)萬向球座轉(zhuǎn)動(dòng)，由于多個(gè)柔性短節(jié)與多個(gè)篩管交錯(cuò)設(shè)置，每節(jié)篩管相對(duì)相鄰的篩管的偏斜是連續(xù)的，使得整個(gè)管串能隨井眼的偏斜而逐漸偏斜，降低了井眼的造斜段對(duì)管串下入時(shí)的阻力，從而能降低整個(gè)管串下入井眼的困難程度，且在張力鎖緊接頭的作用下，能減少多個(gè)篩管之間的應(yīng)力，降低每節(jié)篩管在下入時(shí)所受的軸向力，從而使得每個(gè)篩管更易偏斜，降低整個(gè)管串在下入井眼的困難程度。

17、本裝置的張力鎖緊接頭，在鎖母穩(wěn)釘?shù)淖饔孟?，鎖母穩(wěn)定向芯軸外壁施加的壓緊力能防止芯軸相對(duì)引鞋接頭運(yùn)動(dòng)，且能釋放多個(gè)篩管之間的應(yīng)力，從而降低萬向球頭與萬向球座之間的擠壓力，從而使得多個(gè)篩管更易發(fā)生偏斜，進(jìn)一步降低整個(gè)管串在下入井眼的困難程度。通過設(shè)置緩壓墊片，緩壓墊片能夠向芯軸施加沿臺(tái)階孔軸向的彈性力，從而對(duì)芯軸相對(duì)引鞋接頭的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行緩沖，從而進(jìn)一步降低多個(gè)篩管之間的應(yīng)力，進(jìn)一步降低整個(gè)管串在下入井眼的困難程度。

技術(shù)特征：

1.一種高曲率柔性超短半徑完井管串，包括引鞋(101)和多個(gè)篩管(102)，多個(gè)篩管(102)首尾相連，其特征在于，還包括：

2.如權(quán)利要求1所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述張力鎖緊接頭(107)包括芯軸(201)和引鞋接頭(202)，所述芯軸(201)一端與篩管(102)遠(yuǎn)離引鞋(101)的一端連接，所述引鞋接頭(202)一端與引鞋(101)連接，引鞋接頭(202)另一端設(shè)有臺(tái)階孔(203)，芯軸(201)另一端沿臺(tái)階孔(203)的軸向滑動(dòng)連接于所述臺(tái)階孔(203)內(nèi)，臺(tái)階孔(203)側(cè)壁設(shè)有沿芯軸(201)徑向的螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)螺紋連接有鎖母穩(wěn)釘(204)，所述鎖母穩(wěn)釘(204)壓緊在芯軸(201)外壁，以限制芯軸(201)相對(duì)臺(tái)階孔(203)運(yùn)動(dòng)。

3.如權(quán)利要求2所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述芯軸(201)靠近臺(tái)階孔(203)一端外壁設(shè)有滑環(huán)(301)，芯軸(201)通過滑環(huán)(301)沿臺(tái)階孔(203)軸向滑動(dòng)連接于臺(tái)階孔(203)內(nèi)，臺(tái)階孔(203)內(nèi)可拆卸連接有芯軸鎖母(302)，所述芯軸鎖母(302)與滑環(huán)(301)抵接，芯軸鎖母(302)用于防止滑環(huán)(301)從臺(tái)階孔(203)內(nèi)脫出。

4.如權(quán)利要求3所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述芯軸(201)遠(yuǎn)離滑環(huán)(301)一端設(shè)有篩管接頭(401)，芯軸(201)通過篩管接頭(401)與篩管(102)遠(yuǎn)離引鞋(101)一端可拆卸連接，所述臺(tái)階孔(203)內(nèi)設(shè)有緩壓墊片(402)，所述緩壓墊片(402)具有一定彈性，芯軸(201)靠近引鞋(101)一端能與緩壓墊片(402)抵接，緩壓墊片(402)用于向芯軸(201)施加沿臺(tái)階孔(203)軸向的彈性力。

5.如權(quán)利要求1所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述鉆桿與萬向球座(104)之間設(shè)有卡榫機(jī)構(gòu)(5)，所述卡榫機(jī)構(gòu)(5)一端與鉆桿連接，卡榫機(jī)構(gòu)(5)另一端與萬向球座(104)連接，所述卡榫機(jī)構(gòu)(5)用于實(shí)現(xiàn)鉆桿與萬向球座(104)的連接或脫離。

6.如權(quán)利要求5所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述卡榫機(jī)構(gòu)(5)包括鉆桿接頭(601)、滑套上接頭(602)、球座接頭(606)、滑套下接頭(603)和卡爪機(jī)構(gòu)(604)，所述鉆桿接頭(601)通過球座接頭(606)與鉆桿連接，滑套上接頭(602)與所述萬向球座(104)連接，所述滑套下接頭(603)設(shè)于滑套上接頭(602)外并與滑套上接頭(602)連接，滑套下接頭(603)外壁設(shè)有多個(gè)卡槽(605)，所述卡爪機(jī)構(gòu)(604)設(shè)于滑套下接頭(603)外并與鉆桿接頭(601)連接，所述卡爪機(jī)構(gòu)(604)能與多個(gè)卡槽(605)卡接，卡爪機(jī)構(gòu)(604)用于鎖緊或解除滑套上接頭(602)相對(duì)鉆桿接頭(601)的位置。

7.如權(quán)利要求6所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述卡爪機(jī)構(gòu)(604)包括卡爪和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述鉆桿接頭(601)插入滑套上接頭(602)內(nèi)，所述卡爪包括連接環(huán)(702)和多個(gè)爪臂(701)，所述多個(gè)爪臂(701)均具有一定彈性，所述連接環(huán)(702)與鉆桿接頭(601)外壁固連，多個(gè)爪臂(701)設(shè)于連接環(huán)(702)一側(cè)，滑套下接頭(603)設(shè)于多個(gè)爪臂(701)內(nèi)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與多個(gè)爪臂(701)連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)爪臂(701)卡進(jìn)卡槽(605)內(nèi)，以限制滑套上接頭(602)相對(duì)鉆桿上接頭的運(yùn)動(dòng)。

8.如權(quán)利要求7所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑套(801)和液控回路，所述滑套(801)沿自身軸向滑動(dòng)連接于所述滑套下接頭(603)外，所述多個(gè)爪臂(701)與滑套(801)一端內(nèi)壁抵接，滑套(801)用于將每個(gè)爪臂(701)擠進(jìn)一個(gè)卡槽(605)內(nèi)，滑套(801)另一端內(nèi)壁與滑套下接頭(603)外壁之間設(shè)有密封腔(802)，所述液控回路與所述密封腔(802)連通，當(dāng)液控回路向密封腔(802)內(nèi)通進(jìn)液壓油時(shí)，液壓油驅(qū)動(dòng)滑套(801)向遠(yuǎn)離爪臂(701)一端運(yùn)動(dòng)，以使滑套(801)內(nèi)壁與爪臂(701)脫離接觸，從而使得爪臂(701)從卡槽(605)內(nèi)脫出。

9.如權(quán)利要求8所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述滑套下接頭(603)和滑套(801)的側(cè)壁上均設(shè)有沿滑套(801)徑向的銷孔，所述銷孔內(nèi)設(shè)有限位銷釘(901)，當(dāng)密封腔(802)內(nèi)的液壓油達(dá)到一定壓力時(shí)，液壓油驅(qū)動(dòng)滑套(801)將限位銷釘(901)剪斷，所述滑套下接頭(603)外壁上設(shè)有限位擋圈(902)，所述限位擋圈(902)能與滑套(801)遠(yuǎn)離爪臂(701)一端抵接，限位擋圈(902)用于防止滑套(801)從滑套下接頭(603)上滑脫。

10.如權(quán)利要求1所述的高曲率柔性超短半徑完井管串，其特征在于，所述萬向球座(104)內(nèi)設(shè)有球頭鎖緊環(huán)(106)，所述球頭鎖緊環(huán)(106)與所述萬向球座(104)靠近萬向球頭(105)一端連接，球頭鎖緊環(huán)(106)與萬向球頭(105)外壁抵接，球頭鎖緊環(huán)(106)用于限制萬向球頭(105)相對(duì)萬向球座(104)位移。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高曲率柔性超短半徑完井管串，屬于油氣開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該高曲率柔性超短半徑完井管串包括引鞋和多個(gè)篩管，還包括：多個(gè)柔性短節(jié)，每個(gè)柔性短節(jié)均包括萬向球座和萬向球頭；萬向球座與完井用的鉆桿或其中一個(gè)篩管連接，萬向球座內(nèi)設(shè)有第一通孔；萬向球頭一端與萬向球座鉸接，萬向球頭內(nèi)設(shè)有第二通孔，篩管的管孔與第一通孔和第二通孔連通；張力鎖緊接頭，用于減少多個(gè)篩管之間的應(yīng)力。本發(fā)明的高曲率柔性超短半徑完井管串，降低了井眼的造斜段對(duì)管串下入時(shí)的阻力，且能減少多個(gè)篩管之間的應(yīng)力，降低每節(jié)篩管在下入時(shí)所受的軸向力，降低整個(gè)管串在下入井眼的困難程度。

技術(shù)研發(fā)人員：辛河,張晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鑫恒久（天津）石油科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30