[發(fā)明專利]一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810488532.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108729896B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉清友;趙建國(guó);朱海燕;張銘海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/263
• 分類號(hào): E21B43/263;E21B43/26;E21B43/24;E21B44/00;E21B7/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)，其特征在于，包括地面控制系統(tǒng)、機(jī)器人（17）、鉆進(jìn)執(zhí)行系統(tǒng)、爆炸壓裂執(zhí)行系統(tǒng)、水力壓裂執(zhí)行系統(tǒng)、定向執(zhí)行系統(tǒng)、重入執(zhí)行系統(tǒng)；所述機(jī)器人（17）分別與鉆進(jìn)執(zhí)行系統(tǒng)、爆炸壓裂執(zhí)行系統(tǒng)、水力壓裂執(zhí)行系統(tǒng)、定向執(zhí)行系統(tǒng)、重入執(zhí)行系統(tǒng)相連，所述機(jī)器人用于鉆進(jìn)、爆炸壓裂、水力壓裂的數(shù)據(jù)采集及控制；

所述地面控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理中心、地面數(shù)據(jù)采集傳感器、鉆完井控制器、地面信號(hào)收發(fā)裝置（4）、防噴器（3）、連續(xù)油管井口裝置（2）、連續(xù)油管作業(yè)車（9）、輸入設(shè)備、存儲(chǔ)單元；所述地面數(shù)據(jù)采集傳感器、鉆完井控制器、地面信號(hào)收發(fā)裝置（4）、輸入設(shè)備、存儲(chǔ)單元分別與數(shù)據(jù)處理中心相連；所述輸入設(shè)備用于起爆信號(hào)輸入、爆炸壓裂位置數(shù)據(jù)輸入、水力壓裂位置數(shù)據(jù)輸入；

所述鉆進(jìn)執(zhí)行系統(tǒng)用于雙水平井（31）鉆井，為干熱巖熱傳遞裂縫網(wǎng)絡(luò)提供基礎(chǔ)；所述爆炸壓裂執(zhí)行系統(tǒng)用于對(duì)所述雙水平井（31）進(jìn)行爆炸壓裂，形成多裂縫的熱傳遞裂縫網(wǎng)絡(luò)；所述水力壓裂執(zhí)行系統(tǒng)用于對(duì)爆炸壓裂形成的熱傳遞裂縫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸形成水力壓裂裂縫（36），從而溝通雙水平井；

所述鉆進(jìn)執(zhí)行系統(tǒng)由順次連接的連續(xù)油管（13）、連續(xù)油管轉(zhuǎn)換接頭（14）、連續(xù)油管安全接頭（15）、單向閥（16）、定向工具（18）、動(dòng)力鉆具（19）、重入工具（20）、鉆頭（21）組成，所述機(jī)器人（17）設(shè)置在單向閥（16）與定向工具（18）之間；

所述爆炸壓裂執(zhí)行系統(tǒng)由順次連接的連續(xù)油管（13）、連續(xù)油管轉(zhuǎn)換接頭（14）、連續(xù)油管安全接頭（15）、單向閥（16）、水力錨（22）、暫堵器A（23）、起爆裝置（24）、炸藥短節(jié)（25）、暫堵器B（26）、重入工具（20）、引鞋（27）組成；所述機(jī)器人（17）設(shè)置在所述單向閥（16）、水力錨（22）之間；

所述水力壓裂執(zhí)行系統(tǒng)由順次連接的連續(xù)油管（13）、連續(xù)油管轉(zhuǎn)換接頭（14）、連續(xù)油管安全接頭（15）、水力錨（22）、封隔器A（28）、噴嘴（29）、封隔器B（30）、重入工具（20）、引鞋（27）組成；所述機(jī)器人（17）設(shè)置在所述連續(xù)油管安全接頭（15）、水力錨（22）之間；

機(jī)器人（17）控制重入工具（20）將鉆井管串（32）于叢式井眼入口位置下入，鉆井管串（32）對(duì)干熱巖雙水平井（31）進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，完成后連續(xù)油管作業(yè)車（9）起出鉆井管串；機(jī)器人（17）控制重入工具（20）將地面組裝好爆炸壓裂完井管串（33）于叢式井眼入口位置下入，機(jī)器人（17）拖曳爆炸壓裂完井管串（33）并依次對(duì)多個(gè)壓裂點(diǎn)進(jìn)行爆炸壓裂，完成爆炸壓裂作業(yè)；水力壓裂完井管串（34）對(duì)爆炸壓裂形成的熱傳遞裂縫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸形成水力壓裂裂縫（36），從而溝通雙水平井（31）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人（17）包括井底數(shù)據(jù)采集傳感器、CPU單元、鉆進(jìn)控制模塊、井底信號(hào)收發(fā)裝置、重入工具控制模塊、定向工具控制模塊、爆炸壓裂控制模塊、水力壓裂控制模塊；所述重入工具控制模塊、鉆進(jìn)控制模塊、定向工具控制模塊、爆炸壓裂控制模塊、水力壓裂控制模塊分別與CPU單元輸出端相連；所述井底數(shù)據(jù)采集傳感器與井底信號(hào)收發(fā)裝置分別與CPU單元相連；所述井底信號(hào)收發(fā)裝置與地面信號(hào)收發(fā)裝置（4）網(wǎng)絡(luò)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)，其特征在于，所述地面數(shù)據(jù)采集傳感器包括排量傳感器、泵壓傳感器、下鉆速度傳感器、井深傳感器，機(jī)器人（17）根據(jù)地面數(shù)據(jù)采集傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)分析出最佳的進(jìn)給速度和牽引力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆完井控制器包括排量控制器、泵壓控制器、連續(xù)油管卷筒轉(zhuǎn)速控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種干熱巖機(jī)器人爆炸水力復(fù)合壓裂鉆完井系統(tǒng)，其特征在于，所述井底數(shù)據(jù)采集傳感器包括鉆速傳感器、鉆壓傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳感器、距離傳感器、排量傳感器、液壓傳感器、井筒識(shí)別傳感器、方位傳感器、井底信號(hào)收發(fā)裝置；方位傳感器用于井斜數(shù)據(jù)采集；所述井筒識(shí)別傳感器用于實(shí)時(shí)掃描井筒形狀參數(shù)，通過(guò)CPU單元識(shí)別出叢式井筒形狀及其方位參數(shù)，機(jī)器人（17）的中央處理器根據(jù)叢式井筒的方位參數(shù)控制重入工具（20）進(jìn)入相應(yīng)的叢式井筒。