[發(fā)明專利]零半徑高壓水力水平鉆進方法

無效

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• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102230359A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 王志磊;姜錫惠;姜光杰;王思鵬;郭啟文;蘇桂霞;梁安民;胡殿明;王雪麗;許曉陽;潘亞輝;畢猛
• 申請（專利權）人: 河南省瓦斯治理研究院有限公司;河南永安煤層氣研發(fā)有限公司;河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/18
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

技術領域

本發(fā)明涉及煤層氣、石油資源開采水平井施工方法，尤其是涉及零半徑高壓水力水平鉆進方法。

背景技術

目前，對煤層氣、石油等資源進行開發(fā)時，水平井是常見的開采施工方式，首先由地面施工垂直井至目標層，然后施工水平井到達要開采區(qū)域或對目標層進行改造。由垂直井向水平井進行轉向施工時，由于現(xiàn)有施工技術及材料的限制，使得轉向曲率半徑較大，鉆孔難以水平進入目標層，中靶率較低，嚴重影響了施工質量，尤其是當目標層較薄時，難以或者不可能從轉向施工開始位置按照設定的方向進入目標層。

短半徑水平多分支井是現(xiàn)有解決上述問題的一種方法，已經(jīng)越來越受到工程界人士的關注。短半徑水平井一般是指造斜井段的造斜率大于1°/m(一般為1°-3°/m)的水平井，即曲率半徑小于57.3m。中國專利CN1503874A公開了一種“極小半徑井眼的鉆削方法”，通過特殊的施工技術及材料來縮短鉆井斜井段的長度，提高了主孔及分支孔在目標層中的長度，增加了中靶率，使鉆孔能夠比較容易的沿設定方向進入目的層。但該方法依然存在一定長度的轉向曲率半徑，無法從根本上解決上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種零半徑高壓水力水平鉆進方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案：

本發(fā)明所述的零半徑高壓水力水平鉆進方法，按照下述步驟進行：

一、施工豎井：

施工豎井至目標層以下40-50m，鉆井加裝套管；然后在豎井7內位于目標層位置處安放斜向裝置輔助轉向；

二、安裝井口裝置：

井口安裝封井裝置，地面布置安裝注水控制器、水倉、測斜檢測儀器、污水分離器；

將與高壓水力鉆頭進水口相連通的高壓膠管放入套管內至斜向裝置位置，高壓膠管通過注水控制器與水倉出水口相連通；

將排水裝置安置于豎井內，排水裝置通過膠質軟管與地面水泵、污水分離器連接通，污水分離器出水口經(jīng)單向閥與水倉進水口相連通；?

三、高壓水力鉆進：

通過注水控制器向高壓水力鉆頭內注入高壓水，分別通過高壓水力鉆頭的鉆進出水口?控制水力切割速度、通過動力出水口控制鉆頭位置及前進速度、通過轉向出水口控制轉頭前進方向；控制高壓水力鉆頭在目標層中持續(xù)沖落巖體，形成水平鉆進空間；高壓水力鉆頭的動力出水口提供動力驅動高壓水力鉆頭前進持續(xù)切割，在目標層中水平鉆進；

四、抽排渣漿混合物：

通過排水裝置將鉆進過程中產生的混合物輸送至污水分離器經(jīng)處理后進入水倉重新利用。

所述高壓水力鉆頭由空心桿體和固連在其一端部的鉆體構成；所述鉆進出水口開設在所述鉆體的前端面，轉向出水口開設在鉆體的側周面，動力出水口開設在鉆體的后端面；鉆進出水口、轉向出水口、動力出水口分別通過開設在鉆體內的流道與所述空心桿體的桿腔相連通；在空心桿體的另一端外周面套裝有測斜儀。

本發(fā)明有益效果主要體現(xiàn)為：采用攜帶測斜儀的高壓水力鉆頭鉆進，實現(xiàn)了井下零半徑可控水平長距離鉆進，施工方法簡單；直接對目標層進行水平鉆井，不存在轉向曲率半徑，中靶率高；根據(jù)不同的巖層性質可調整注水壓力和流量，適用面廣泛；本方法應用于煤層氣與石油資源開采、儲層改造時垂直井向水平井施工過程中，解決了現(xiàn)有施工過程中轉向曲率半徑大，中靶率較低的不足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的施工過程示意圖。

圖2是本發(fā)明所述高壓水力鉆頭的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發(fā)明所述的零半徑高壓水力水平鉆進方法，按照下述步驟進行：

一、施工豎井：

施工豎井7至目標層13以下40-50m，鉆井加裝套管10；然后在豎井7內位于目標層13位置處安放斜向裝置14如造斜器等輔助轉向；

二、安裝井口裝置：

井口安裝封井裝置15，地面布置安裝注水控制器2、水倉1、測斜檢測儀器3、污水分離器4；

將與高壓水力鉆頭12進水口相連通的高壓膠管8放入套管10內至斜向裝置14位置，高壓膠管8通過注水控制器2與水倉1出水口相連通；

將排水裝置11安置于豎井7內，排水裝置11通過膠質軟管9與地面水泵5、污水分離器4連接通，污水分離器4出水口經(jīng)單向閥6與水倉1進水口相連通；?

三、高壓水力鉆進：