一种致密储层径向钻进工具套件制造技术

本发明专利技术提供了一种致密储层径向钻进工具套件，包括钻水泥环工具(3)、钻近井带地层工具(4)和钻远端地层工具(5)。该致密储层径向钻进工具套件主要用于石油天然气行业、煤层气行业的致密储层改造的径向射流钻孔作业，该致密储层径向钻进工具套件可以分三个步骤完成射流钻水泥环、射流钻近井带地层、射流钻远端地层，能有效地在储层与井筒之间建立起径向流通通道，改善油藏流通性，提高单井采收率。

【技术实现步骤摘要】
一种致密储层径向钻进工具套件
本专利技术涉及一种石油天然气行业或煤层气行业的钻井设备领域，具体的是一种致密储层径向钻进工具套件。
技术介绍
目前国内石油天然气能源行业，随着多年的累积大规模开采，被探明的可开采油气资源剩的越来越少，采油工艺变得越来越复杂，开采难度变得越来越高。为了提高采收率，多种新型的二次采油工艺和方法正在被行业从事者研究和推广应用。很多被勘探的油气资源属于致密储层，对于处于致密储层的油气井，由于地层孔隙度小，渗透率低，储层中的油气资源，很难通过注水或注气、二元化学驱、三元复合驱等方式驱动运移。必须对储层进行局部改造，通过原井筒内实施径向钻孔，在井筒与储层之间形成多层，每层多个分支通道。煤层气井与常规油气井钻完井方式类似的，钻井完井技术经历了四个发展阶段。早期采用，常规直井钻井、套管射孔完井，常规钻井、洞穴完井，空气钻井、裸眼完井，现在采用，多分支水平井、羽状水平井、裸眼完井。煤层气多分支水平井是一种新的煤层改造技术，优点是效果好成本低，在一些特定煤层中可以取得其它方法无法比拟的开发效果。增产机理：1、提高了导流能力。2、减少了对煤层的伤害。3、增大解吸波及面积，沟通更多割理和裂隙。
技术实现思路
为了解决致密储层径向钻进作业困难的问题，本专利技术提供了一种致密储层径向钻进工具套件，该致密储层径向钻进工具套件可以分三趟完成径向射流钻孔，首先通过低速送进机构，完成2米距离的穿透水泥环径向射流钻进；在此基础上再通过步进式送进方式，均匀低速地完成10米距离的近井带地层径向射流钻进；最后通过喷管前端连自牵引喷嘴、后端施加推力的送进方式，完成30米距离的远端地层径向射流钻进。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种致密储层径向钻进工具套件，包括钻水泥环工具、钻近井带地层工具和钻远端地层工具。该致密储层径向钻进工具套件主要用于石油天然气行业、煤层气行业的致密储层改造的径向射流钻孔作业，该致密储层径向钻进工具套件可以分三个步骤完成射流钻水泥环、射流钻近井带地层、射流钻远端地层，能有效地在储层与井筒之间建立起径向流通通道，改善油藏流通性，提高单井采收率。本专利技术的有益效果是：1、创造性地具有钻水泥环工具，设计有专有的钻速控制器，可实现低速(1mm/s～2mm/s)均匀钻进，避免了地面设备控制钻速过快的问题，该工具可沿井筒径向钻进2米距离，穿透水泥环，在井筒周围形成先导径向孔眼；2、创造性地具有近井带地层钻进工具，在已完成的2米距离先导径向孔眼的基础上，再通过步进式送进的方式，径向钻进达到10米距离；3、创造性地具有远端地层钻进工具，工具前端的喷管连接自牵引喷嘴，可以在地层中边射孔边自行牵引送进，在已完成10米距离孔眼的基础上，在地层中继续喷射钻进，最终达到30米距离。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术中定位导向工具在井下的布置示意图。图2是本专利技术中套管钻孔工具的工作示意图。图3是本专利技术中钻水泥环工具的工作示意图。图4是本专利技术中钻近井带地层工具的工作示意图。图5是本专利技术中钻远端地层工具的工作示意图。图6是本专利技术中钻水泥环工具的上部结构示意图。图7是本专利技术中钻水泥环工具的下部结构示意图。图8是本专利技术中钻近井带地层工具的上部结构示意图。图9是本专利技术中钻近井带地层工具的中部结构示意图。图10是本专利技术中钻近井带地层工具的下部结构示意图。图11是本专利技术中钻远端地层工具的上部结构示意图。图12是本专利技术中钻远端地层工具的下部结构示意图。1、定位导向工具；2、套管钻孔工具；3、钻水泥环工具；4、钻近井带地层工具；5、钻远端地层工具；11、弹性扶正器；12、相对方位定向锚定器；13、导向器；14、下弹性扶正器；15、引鞋；21、旋转连接器；22、脱节器；23、螺杆马达；24、钻压推加器；25、安全短节；26、万向节；27、钻头；31、过滤器；32、单流阀；33、低速送进机构；34、钻水泥环喷管；35、钻水泥环喷嘴；36、下连接筒；41、步进式低速送进机构；42、伸缩扶正筒；43、加重筒；44、钻近井带喷管；45、钻近井带喷嘴；51、连接头；52、钻远端喷管；53、加重筒；54、自牵引喷嘴；61、油管柱串；62、校深短节；63、油管；64、油层套管；65、连续管；331、活塞杆；332、外筒体；411、锚爪。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种致密储层径向钻进工具套件，包括钻水泥环工具3、钻近井带地层工具4和钻远端地层工具5。下面介绍一种致密储层径向钻进工具套件的钻井方法，包括以下步骤：步骤1、将定位导向工具1下入井筒内的待作业设计深度；步骤2、将套管钻孔工具2下入到定位导向工具1中，进行套管钻孔开窗；步骤3、将钻水泥环工具3下入到定位导向工具1中，进行钻水泥环作业；步骤4、将钻近井带地层工具4下入到定位导向工具1中，进行钻近井带地层作业；步骤5、将钻远端地层工具5下入到定位导向工具1中，进行钻远端地层作业，如图1至图5所示。可以理解为该致密储层径向钻进工具套件还包括定位导向工具1和套管钻孔工具2。具体的，在步骤1中，定位导向工具1包括从上向下依次连接的上弹性扶正器11、相对方位定向锚定器12、导向器13、下弹性扶正器14和引鞋15；下定位导向工具1的具体方法，如图1所示：作业前，先将定位导向工具1的上端连接一根2-7/8吋的油管63，油管64的上端连接一根1.5m长的校深短节62，校深短节62的上端再连接2-7/8吋的油管柱串61，然后用修井机将油管柱串61及定位导向工具1下入到待作业井筒内，通过γ射线及磁定位校深的方式，确认定位导向工具1下放至预定待作业层位，然后上提油管柱2m，再下放2m，定位导向工具1上的相对方位定向锚定器12会在油层套管64的内壁上产生锚定。具体的，在步骤2中，套管钻孔工具2包括从上向下依次连接的旋转连接器21、脱节器22、螺杆马达23、钻压推加器24、安全短节25、万向节26和钻头27。套管钻孔作业的具体方法，如图2所示：将套管钻孔工具2连接到连续管65的最下端，用连续管作业机将套管钻孔工具2下放到定位导向工具1内。地面高压泵车通过连续管65将12MPa～15MPa压力的工作液输送到套管钻孔工具2中，工作液驱动螺杆马达23旋转，螺杆马达23产生的旋转扭矩通过钻压推加器24、安全短节25传递给万向节26和钻头27，对套管进行钻孔开窗。与此同时，12MPa～15MPa压力的工作液会驱动钻压推加器24，通过安全短节25给万向节26和钻头27施加12N～15N的钻压力，保证钻头27对套管进行正常钻孔。套管钻孔作业完毕后，通过连续管作业机将套管钻孔工具2起出至地面。具体的，在步骤3中，钻水泥环工具3包括从上向下依次连接的旋转连接器21、脱节器22、过滤器31、单流阀32、低速送进机构33、钻水泥环喷管34、钻水泥环喷嘴35。钻水泥环喷管34外套设有下连接筒36，下连接筒36的上端与低速送进机构33的下端连接固定，如图6和图7所示。钻水泥环作业的具体方法，如图3所示：将钻水泥环工具3连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，该致密储层径向钻进工具套件包括钻水泥环工具(3)、钻近井带地层工具(4)和钻远端地层工具(5)。

【技术特征摘要】
1.一种致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，该致密储层径向钻进工具套件包括钻水泥环工具(3)、钻近井带地层工具(4)和钻远端地层工具(5)。2.根据权利要求1所述的致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，钻水泥环工具(3)包括从上向下依次连接的旋转连接器(21)、脱节器(22)、过滤器(31)、单流阀(32)、低速送进机构(33)、钻水泥环喷管(34)、钻水泥环喷嘴(35)。3.根据权利要求2所述的致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，钻水泥环工具(3)还包括下连接筒(36)，下连接筒(36)外套于钻水泥环喷管(34)外，下连接筒(36)的上端与低速送进机构(33)的下端连接固定。4.根据权利要求2所述的致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，低速送进机构(33)含有活塞杆(331)和外筒体(332)，外筒体(332)套设于活塞杆(331)外，活塞杆(331)内含有沿轴向贯通的内通孔，活塞杆(331)能够相对于外筒体(332)上下滑动，钻水泥环喷管(34)与活塞杆(331)连接固定。5.根据权利要求1所述的致密储层径向钻进工具套件，其特征在于，钻近井带地层工具(4)包括从上向下依次连接的旋转连接器(21)、脱节器(22)、过滤器(31)、单流阀(32)、步进式低速送进机构(41)、伸缩扶正...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强法，陈智，张友军，于东兵，张炎，盖志亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11