[發明專利]小曲率超短半徑水平鉆井工具及鉆進方法

在審

• 申請號: 202010551801.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111663899A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張亞勝
• 申請（專利權）人: 大慶井泰石油工程技術股份有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/06;E21B47/022
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

本發明屬于采油工程設備技術領域，具體涉及一種小曲率超短半徑水平鉆井工具及鉆進方法，鉆井工具包括鈦合金鉆桿、隨鉆測量儀、彎接頭、單彎螺桿和鉆頭。其鉆進方法為：第一步：入斜向器并錨定，套管開窗、修窗，造斜鉆進，根據隨鉆測量儀所顯示的方位和井斜數據，調整鉆頭方位并下至開窗底部，開始造斜鉆進；第二步，將鉆井工具下至造斜井眼底部，開始水平鉆進，此時采用復合鉆進，鉆機轉盤和螺桿鉆具同時提供鉆進動力，鉆進時地面實時監測井斜、方位、伽馬數據；若鉆進過程中井眼軌跡出現偏差，則停止鉆進，根據測量結果調整鉆井工具，然后通過單彎螺桿鉆進糾正井眼軌跡后，再進行復合鉆進，直至達到設計鉆進要求。

技術領域：

本發明屬于采油工程設備技術領域，具體涉及一種小曲率超短半徑水平鉆井工具及鉆進方法。

背景技術：

超短半徑水平鉆井是當今世界石油行業高精尖的石油鉆井技術，目前，國內的超短半徑水平鉆井技術，具有曲率半徑小、入層精準等特點，但由于采用撓性的柔性鉆具連接，鉆具無法實現隨鉆測量，增斜和降斜都不能做到精準控制，當水平段鉆進達到一定長度后，會出現鉆壓傳遞困難或出層等情況。若引進國外技術和鉆井工具則會增加投入較高，會使超短半徑水平鉆井的生產成本增加30%以上。故此，結合我國的實際情況，設計一種可造斜、穩斜、水平鉆進的且成本低廉的小曲率超短半徑水平鉆井工具組合是十分必要的

發明內容：

本發明的目的是提供一種可造斜、穩斜、水平鉆進的小曲率超短半徑水平鉆井工具及鉆進方法，采用國產的隨鉆測量技術、雙彎螺桿鉆具及柔韌度較高的鈦合金鉆桿，達到了超短半徑水平鉆井的技術指標，實現了超短半徑水平鉆井技術的國產化，使超短半徑水平鉆井生產成本降低30%以上。設計合理，降低了生產成本，經濟適用，易于大規模地推廣和使用。

本發明采用的技術方案為：一種小曲率超短半徑水平鉆井工具，所述鉆井工具包括鈦合金鉆桿、隨鉆測量儀、單彎螺桿和鉆頭；所述鈦合金鉆桿與隨鉆測量儀連接，隨鉆測量儀與單彎螺桿連接，鉆頭與單彎螺桿的可調總成連接。

進一步地，所述單彎螺桿通過彎接頭與隨鉆測量儀連接，組成雙彎螺桿，彎接頭一端為內螺紋，另一端為外螺紋，彎接頭的夾角為特定夾角。

進一步地，所述鉆頭可調總成的調整范圍為0度-3度。

進一步地，一種小曲率超短半徑水平鉆井工具的鉆進方法，所述鉆進方法為：

第一步：鉆井工具組合為造斜鉆具組合由鉆頭、雙彎螺桿、隨鉆測量儀器、鈦合金鉆桿及常規鉆桿組成下；入斜向器并錨定，套管開窗、修窗，造斜鉆進，根據隨鉆測量儀所顯示的方位和井斜數據，調整鉆頭方位并下至開窗底部，開始造斜鉆進，此時只使用雙彎螺桿提供鉆進動力，由于雙彎螺桿的雙彎設計，在鉆壓的作用下，鉆井工具一直呈現增斜狀態，鉆進時實時監測井斜、方位的數據變化，隨時調整泵壓、鉆壓、轉速參數，按照設計要求達到造斜角度，造斜結束；

第二步，鉆井工具組合為水平鉆具組合由鉆頭、單彎螺桿、隨鉆測量儀器、鈦合金鉆桿、常規鉆桿組成。將鉆井工具下至造斜井眼底部，開始水平鉆進，此時采用復合鉆進，鉆機轉盤和螺桿鉆具同時提供鉆進動力，鉆進時地面實時監測井斜、方位、伽馬數據；若鉆進過程中井眼軌跡出現偏差，則停止鉆進，根據測量結果調整鉆井工具，然后通過單彎螺桿鉆進糾正井眼軌跡后，再進行復合鉆進，直至達到設計鉆進要求。

本發明的有益效果：提供了一種可造斜、穩斜、水平鉆進的小曲率超短半徑水平鉆井工具及鉆進方法，采用國產的隨鉆測量技術、雙彎螺桿鉆具及柔韌度較高的鈦合金鉆桿，達到了超短半徑水平鉆井的技術指標，實現了超短半徑水平鉆井技術的國產化，使超短半徑水平鉆井生產成本降低30%以上。工具組合分為造斜鉆具組合和水平鉆具組合，設計合理，降低了生產成本，經濟適用，易于大規模地推廣和使用。

附圖說明：

圖1是實施例一的結構示意圖；

圖2是實施例二的結構示意圖；