[發明專利]用于煤層氣井連續油管輸送水力噴射鉆孔裝置及其工藝方法

有效

• 申請號: 201610044371.9
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105507814B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 曹云安;鄧德鮮;徐克彬;劉軍輝;霍隆軍;葉建平;張健
• 申請（專利權）人: 廊坊開發區中油化油氣技術服務有限公司;中聯煤層氣有限責任公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 王夢

技術領域

本發明涉及煤層氣開發技術領域，特別涉及一種用于煤層氣井連續油管輸送水力噴射鉆孔裝置及其工藝方法。

背景技術

煤層氣井(層)采用分支井及煤層內鉆孔技術是增大煤層解析體積、增加有效滲流面積、提高導流能力的有效手段。目前用于煤層氣井分支井鉆進和煤層鉆孔的工藝均為鉆桿旋轉鉆進或螺桿鉆鉆進工藝，多采用斜向器等工具使側孔噴射鉆孔，并需要配備較多的地面專用設備和工具，存在設備動用量大，作業工藝復雜，成本高等局限性。

目前用于煤層氣井分支井鉆進工藝技術很多。已公開專利CN 201020224036.5公開了一種零半徑徑向鉆井開采煤層氣的裝置，該裝置利用高壓噴射軟管和井下偏心導鞋等工具，高壓噴射軟管帶射流噴嘴通過套管頭側翼口進入軟管導向管，再進入井下偏心導鞋的偏心通道內，井下偏心導鞋內的偏心通道提供高壓噴射軟管從垂直轉向水平，利用射流噴嘴進行徑向水平方向鉆井鉆進；然而該工藝方法即具有如前所述局限性。此外，已公開專利CN 201110123478.X和已授權專利CN200910220786.7分別公開了一種超短半徑徑向高壓水射流復式鉆井、完井工具及其工藝和一種超短半徑徑向鉆井工具系統，該兩項專利的技術方案均是由地面泵輸送具有一定壓力的液體，經過軟管至井下，軟管經過斜向器轉向后，在地層中利用噴射鉆頭的高壓噴射，進行非旋轉的滑動鉆進；然而，在鉆進過程中，軟管在內部液體高壓的作用下剛性很強，并且轉向器是居中式結構，軟管與轉向器之間產生的摩阻較大，鉆進裝置只具備非旋轉的滑動鉆進功能，所以其通過轉向器時存在無法克服摩阻，難以實現長距離滑動鉆進的困難；同時，高壓噴射滑動鉆進需要地面泵提供較高的液壓力，因此對地面泵以及管匯的耐壓能力要求很高，限制了該技術的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種直接在煤層氣裸眼段或水平段井眼水力噴射鉆孔，實現增大煤層解析體積、增加有效滲流面積、提高導流能力的用于煤層氣井連續油管輸送水力噴射鉆孔裝置。

本發明的另一目的是提供了一種使用上述水力噴射鉆孔裝置進而采用高壓射流束在煤層的不同方向及不同深度噴射，鉆出多個小直徑井眼，適合于煤層氣井(層)長縫長洞鉆進及能夠多層位、同層位多井眼鉆進，以增加井眼在煤層氣藏中的長度、擴大波及面積、提高煤層氣產量。

為此，本發明技術方案如下：

一種用于煤層氣井連續油管輸送水力噴射鉆孔裝置，包括地面連續油管裝置和水力噴射鉆孔工具總成；其中：

地面連續油管裝置包括連續油管裝置、防噴管、井口控制裝置和輔助裝置；輔助裝置包括儲液罐、高壓泵和煤屑處理系統；儲液罐通過高壓泵與連續油管裝置內的油管連通；該地面連續油管裝置功能是向目的井段提供輸送井下噴射鉆孔工具，并實現循環通道和進行井口出液控制、壓力控制。

水力噴射鉆孔工具總成包括自上而下依次連接的連續油管連接器、安全釋放裝置、單流閥、轉向器和水力噴射頭；連續油管連接器連接在連續油管裝置底端；轉向器為液壓式流量控制轉向器，通過向連續油管內打壓使轉向器本體在液壓壓力推動下彎曲至一定角度實現水力噴射頭向井筒側壁噴射鉆孔；該水力噴射鉆孔工具總成的功能是對煤層氣井沿煤層(段)一定方向鉆孔，形成一小直徑長井筒，達到擴大流經面積、增大產量等目的。

具體地，轉向器包括轉向器本體和設置在轉向器本體下方的轉向接頭，轉向器本體和轉向接頭之間通過彎折機構連接，在轉向器本體內自上而下設置有錐度節流嘴、第一墊片、彈簧、第二墊片和推桿；第一墊片和第二墊片中心設有通孔，且第一墊片和第二墊片分別壓配并固定在彈簧頂端和底端，推桿一端固定在第二墊片底面上、另一端斜向延伸并固定在轉向接頭底端對側內壁上，當通過錐度節流嘴進入轉向器內的液壓達到一定壓力時，推動錐度節流嘴下方的第一墊片壓縮彈簧并推動推桿以使轉向接頭底部受力彎曲成一定角度。

一種使用上述用于煤層氣井連續油管輸送水力噴射鉆孔裝置實現水力噴射鉆孔的工藝方法，其包括如下步驟：

S1、井筒前期作業準備；

S2、在井口安裝地面連續油管裝置并試壓至合格，將水力噴射鉆孔工具總成安裝在連續油管裝置中連續油管的底端，并利用地面連續油管裝置帶動水力噴射鉆孔工具總成下入井內指定位置；

S3、啟動設置在地面上的高壓泵向連續油管內進行打壓，通過連續油管傳遞壓力至水力噴射鉆孔工具總成，當液壓傳遞至轉向器時，在液壓作用下轉向器彎曲成一定角度，此時水力噴射鉆孔工具總成發生彎曲一側抵靠在井壁上，水力噴射頭則抵在對側井壁上并對準待開孔位置；