管柱的制作方法

本发明涉及一种石油井下工具，特别涉及一种用于分支井的管柱。

背景技术：

分支井是提高油气采收率的一条有效技术途径。现有分支井建井技术是在一个主井眼(直井、定向井、水平井)完钻后，在分支井设计位置下入侧钻工具，再次下钻进行侧钻，形成一个分支井，分支井完钻后，在另一个分支井设计位置再次下入侧钻工具，进行侧钻，如此往复，完成两个或两个以上的井眼(定向井、水平井、波浪式分支井)。

在现有技术中，多分支井意味着较长的建井周期，同时，由于钻遇更多的地层面临更大的施工风险，分支越多，建井周期越长、风险越大，建井成本也越高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种能够同时完成多个分支井的管柱。

根据本发明提供的一种管柱，包括油管，与油管相连的分支井短节，分支井短节的内部包括驱动叶轮和与驱动叶轮相连的分支井钻管。其中，驱动叶轮在流体的驱动下同时发生移动和旋转，从而带动分支井钻管由分支井短节的末端伸出。

本发明提供了一种多分支井钻井完井一体化工艺的管柱，该管柱在主井眼完钻后，通过油管将管柱送入到主井眼内，随后对管内大排量泵送完井液，在完井液的作用下，由完井液推动驱动叶轮发生移动和转动，从而带动分支井短节内的分支井钻管在分支井短节的末端伸出，分支井钻管被推送进入地层，即可在相应的位置处完钻成多个分支井眼。当分支井眼形成后，分支井钻管内继续泵送完井液，将分支井眼及主井眼环空内的泥浆循环出，此时，该管柱即可作为油气藏完井管柱，实现对油气藏的开采。可以理解的是，在排量能实现的情况下，例如可 接入任意数量的分支井短节，还例如在分支井短节内接入任意数量的分支井钻管，从而在主井眼上同时形成任意数量的分支井眼。

在一些实施方案中，驱动叶轮的个数为一个。流体作用于该驱动叶轮，驱动叶轮带动分支井钻管实现其钻力，从而完成分支井的完钻。

在一些实施方案中，驱动叶轮包括中心轴和连接在中心轴上的旋转叶片，分支井短节的末端的外周壁上设置有第一孔，其中，分支井钻管的一端与中心轴相连，另一端能够由所述第一孔延伸出分支井短节。在流体作用下，驱动叶轮的旋转叶片随中心轴发生转动，从而带动分支井钻管转动，同时，流体还对驱动叶轮施加推力，从而带动分支井钻管发生移动，在驱动叶轮的转动和移动的力的共同作用下，实现了分支井钻管可沿第一孔持续伸出，从而完成各个分支井眼。

在一些实施方案中，分支井钻管设置成固定在中心轴上的多个，并且分支井短节的末端设置有与各分支井钻管相配合的第一孔。多个分支井钻管的设置可实现多个分支井眼的同时完钻，这便提高了分支井眼的开采效率。

在一些实施方案中，驱动叶轮的个数为多个。通过设置多个驱动叶轮来提升管柱内驱动叶轮对分支井钻管的作用力，从而有利于提高钻井的效率。

在一些实施方案中，各驱动叶轮包括中心轴和连接在中心轴上的旋转叶片，以及围绕在旋转叶片外周的外壁，分支井短节的末端设置有多个第二孔，其中，外壁上设置有用于固定并穿过分支井钻管的第三孔，分支井钻管一端与一个驱动叶轮的中心轴相连，另一端通过位于该驱动叶轮的后方的其他驱动叶轮上的第三孔并由相应的第二孔延伸出分支井短节。

通过这种设置，一方面可实现多个分支井眼的同时完钻，另一方面，在分支井眼的开采过程中，通过将分支井钻管的另一端通过位于该驱动叶轮的后方的其他驱动叶轮上的第三孔并由相应的第二孔延伸出分支井短节，这种设置可增加分支井钻管沿轴向的刚度，防止因分支井钻管自身的长度过长而影响其在轴向上的刚度，进而影响其末端的钻力。

在一些实施方案中，各驱动叶轮的第三孔位于同一水平面上。该设置一方面有利于分支井钻管的安装，另一方面还有利于分支井钻管受力更均匀，从而进一步提高分支井钻管末端的钻压力。

在一些实施方案中，第二孔处设置有密封件。该密封件使管柱与外部环境形成密封状态，防止泥浆等杂质进入管柱内。优选地，该密封件可包括在第二孔的内部和外部同时进行密封，从而有效保证其密封效果。

在一些实施方案中，分支井钻管的延伸端设置有钻头。

在一些实施方案中，管柱还包括与分支井短节的末端相连的盲管。该盲管主要用于将管柱与主井眼隔离，使管柱具有自身的工作空间。

与现有技术相比，本发明的管柱在分支井眼的完钻中大大地缩短了建井周期，同时也降低了分支井眼的建井成本。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的管柱未工作时的结构示意图；

图2是根据本发明的管柱工作时的结构示意图；

图3是根据本发明的管柱的分支井短节的结构示意图；

图4是根据本发明的管柱的分支井短节的结构的剖视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

图1显示了根据本发明提供的一种管柱100的结构示意图。该管柱100包括油管10，与油管10相连的分支井短节20，分支井短节20的内部包括驱动叶轮21和与驱动叶轮21相连的分支井钻管22，以及与分支井短节20的末端相连的盲管30。其中，驱动叶轮21在流体的驱动下同时发生移动和旋转，从而带动分支井钻管22由分支井短节20的末端伸出。

结合图2所示，本发明提供了一种多分支井钻井完井一体化工艺的管柱100，该管柱100在主井眼a完钻后，通过油管10将管柱100送入到主井眼a内，随后对油管10内大排量泵送完井液，在完井液的作用下，由完井液推动驱动叶轮21发生移动和转动，从而带动分支井短节20内的分支井钻管22在分支井短节20的末端伸出，分支井钻管22的延伸端设置有钻头221，其被推送进入地层后，即可在相应的位置处完钻成多个分支井眼。当分支井眼形成后，分支井钻管22 内继续泵送完井液，将分支井眼及主井眼a环空内的泥浆循环出，此时，该管柱100即可作为油气藏完井管柱，实现对油气藏的开采。另外，盲管30主要用于将管柱100与主井眼a隔离，使管柱100具有自身的工作空间。可以理解的是，在排量能实现的情况下，例如可接入任意数量的分支井短节20，还例如在分支井短节20内接入任意数量的分支井钻管22，从而在主井眼上同时形成任意数量的分支井眼。

在一个实施方案中，驱动叶轮22的个数为多个。通过设置多个驱动叶轮22来提升管柱100内驱动叶轮21对分支井钻管22的作用力，从而有利于提高钻井的效率。

如图3所示，各驱动叶轮21包括中心轴211和连接在中心轴211上的旋转叶片212，以及围绕在旋转叶片212外周的外壁213，分支井短节20的末端设置有多个第二孔25，其中，外壁213上设置有用于固定并穿过分支井钻管22的第三孔214，分支井钻管22一端与一个驱动叶轮21的中心轴211相连，另一端通过位于该驱动叶轮21的后方的其他驱动叶轮上的第三孔214并由相应的第二孔25延伸出分支井短节20。

例如，在如图4所示的实施例中，驱动叶轮21的个数为四个，一根分支井钻管22一端与驱动叶轮21a的中心轴相连，另一端通过位于该驱动叶轮21a的后方的其他驱动叶轮，即驱动叶轮21b、21c、21d上的第三孔214b、214c、214d并由相应的第二孔25延伸出分支井短节20。依次类推，另一根分支井钻管22一端与驱动叶轮21b的中心轴相连，另一端通过位于该驱动叶轮21b的后方的其他驱动叶轮，即驱动叶轮21c、21d上的第三孔214c、214d并由相应的第二孔25延伸出分支井短节20。

通过该方案的设置，一方面可实现多个分支井眼的同时完钻，另一方面，在分支井眼的开采过程中，通过将分支井钻管22的另一端通过位于该驱动叶轮21的后方的其他驱动叶轮上的第三孔214并由相应的第二25孔延伸出分支井短节20，这种设置可增加分支井钻管22沿轴向的刚度，防止因分支井钻管22自身的长度过长而影响其在轴向上的刚度，进而影响其末端的钻力。

优选地，各驱动叶轮21的第三孔214位于同一水平面上。如图4所示，第三孔21b、21c、21d均位于同一水平面上。该设置一方面有利于分支井钻管22的安装，另一方面还有利于分支井钻管22受力更均匀，从而进一步提高分支井钻管22末端的钻压力。

还优选地，第二孔25处设置有密封件26。该密封件26使管柱100与外部环 境形成密封状态，防止泥浆等杂质进入管柱100内。优选地，该密封件26可包括在第二孔25的内部和外部同时进行密封的内密封和外密封，从而有效保证其密封效果。

在另一个实施方案中，驱动叶轮21的个数为一个。流体作用于该驱动叶轮21，驱动叶轮21带动分支井钻管22实现其钻力，从而完成分支井的完钻。

在该方案中，驱动叶轮21优选地包括中心轴211和连接在中心轴211上的旋转叶片212，分支井短节20的末端的外周壁上设置有第一孔25，其中，分支井钻管22的一端与中心轴211相连，另一端能够由第一孔25延伸出分支井短节。在流体作用下，驱动叶轮21的旋转叶片212随中心轴211发生转动，从而带动分支井钻管22转动，同时，流体还对驱动叶轮21施加推力，从而带动分支井钻管22发生移动，在驱动叶轮21的转动和移动的力的共同作用下，实现了分支井钻管22可沿第一孔25持续伸出，从而完成各个分支井眼的完钻。

优选地，分支井钻管22设置成固定在中心轴211上的多个，并且分支井短节20的末端设置有与各分支井钻管22相配合的第一孔25。多个分支井钻管22的设置可实现多个分支井眼的同时完钻，这便提高了分支井眼的开采效率。

与现有技术相比，本发明的管柱100在分支井眼的完钻中大大地缩短了建井周期，同时也降低了分支井眼的建井成本。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明的范围和精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。