一種多分支孔眼鑽的製作方法

2023-05-20 23:08:41

本實用新型屬於鑽孔工具技術領域，涉及一種多分支孔眼鑽。

背景技術：

隨著油田的不斷開發。大量低滲透油氣藏無法得到經濟開採，油氣井井下堵塞、枯竭等問題不斷湧現，使得老井產能不斷下降。為改善這一情況，粒子流並行鑽進系統可以大幅降低老井的增產費用。

隨著薄油藏的不斷開發，此類油藏存在著不易進行壓裂施工等問題。採用多孔眼並行鑽進技術可以很好的解決此類油藏的增產問題。有時在開採時，需要對多個點進行同時鑽孔，只使用一個鑽頭的話，就會耗費非常長的時間。因此，也需要一種多看那孔眼並行鑽。目前，已有一些相關的產品，如專利CN100412314公開了一井眼多分支水平井沿煤層鑽進採集氣體工藝方法，是採用井底螺旋杆動力馬達和金剛石複合片鑽頭鑽進與無線隨鑽測斜定向儀結合地址導向控制井眼軌跡鑽進的工藝方法。但該裝置並不十分理想。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種多分支孔眼鑽。

本實用新型提供了如下的技術方案：

一種多分支孔眼鑽，包括依次設置的控制盒、定向模塊和鑽進模塊，所述鑽進模塊包括送鑽系統電機、送鑽模塊減速總成、撓性杆、聯軸器、蝸杆總成、蝸杆套、導軌和送鑽遊車，所述送鑽系統電機、所述送鑽模塊減速總成、所述撓性杆、所述聯軸器和所述蝸杆總成依次連接，所述蝸杆套套裝在所述蝸杆總成外，所述蝸杆套與所述送鑽遊車連接，所述導軌設置在所述蝸杆總成外側、且與所述蝸杆總成平行設置，所述送鑽遊車嵌在所述導軌內部，所述送鑽遊車掛接高壓軟質鑽杆。

上述方案中優選的是，裝配時，所述高壓軟質鑽杆卡在所述導軌的槽中。

上述任一方案中優選的是，所述導軌的截面為圓形，所述導軌的槽為多個，呈徑向均勻分布。

上述任一方案中優選的是，所述送鑽遊車的截面為圓形，在所述圓形的外圓處設置突起，所述突起安裝在所述導軌的槽內，所述高壓軟質鑽杆通過所述突起卡在所述導軌的槽內。

上述任一方案中優選的是，所述突起的個數與所述導軌的槽的個數相同。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆採用鐵絲網塑性的橡膠管。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆的承壓能力為50-70MPa內壓。優選50 MPa。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆的長度為6-15米。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆的外直徑為0.5-0.6英寸。

上述任一方案中優選的是，所述送鑽遊車掛接2-4個高壓軟質鑽杆。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆的下端連接粒子流頭鑽。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質鑽杆直接連接在所述送鑽遊車的下端。

上述任一方案中優選的是，所述送鑽遊車與所述導軌之間的縫隙要密封。

上述任一方案中優選的是，所述蝸杆總成的導程為10-30毫米。優選20毫米。每轉一圈可釋放鑽頭行進10-30毫米。

上述任一方案中優選的是，所述定向模塊包括定向系統電機、定向機構減速總成、定向機構肋板和定向機構防掉鎖，所述定向系統電機、所述定向機構減速總成和所述定向機構肋板依次連接，所述定向機構防掉鎖設置於所述定向機構肋板的外側固定所述定向模塊。

上述任一方案中優選的是，所述定向機構防掉鎖與所述定向機構肋板通過焊接連接。

上述任一方案中優選的是，所述送鑽模塊減速總成內設置6級行星輪。

上述任一方案中優選的是，所述定向機構減速總成內設置3級行星輪。

上述任一方案中優選的是，所述送鑽系統電機採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。

上述任一方案中優選的是，所述定向系統電機採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。

由於該變速總成變速比為728倍。蝸杆導程為20毫米（每轉一圈可釋放鑽頭行進20毫米）。鑽進時電機轉速500轉-1000每分鐘，可使鑽頭以每小時8.23米每小（13.7釐米每分鐘）時-16.5米每小時（27.5釐米每分鐘）的速度行進。回收管柱時電機以6000轉每分鐘運轉，以1.65米每分鐘的速度回收管柱。

上述任一方案中優選的是，還包括控制電纜，所述控制電纜與所述控制盒連接。

上述任一方案中優選的是，所述控制電纜採取內置的方式。

上述任一方案中優選的是，還包括連續油管。

上述任一方案中優選的是，所述控制電纜會事先被插入油管，隨連續油管一併下入井中。本裝置由連續油管下入井中，其中電纜外皮必須能夠經受石英砂和金屬性粒子的衝蝕。

上述任一方案中優選的是，還包括依次連接的上殼體、下殼體和引鞋，所述上殼體設置在所述定向模塊外圍，所述下殼體設置在所述送鑽模塊的外圍，所述引鞋設置在所述多分支孔眼鑽的下端。

上述任一方案中優選的是，所述鑽進模塊的導軌設置在所述下殼體內側壁上。

上述任一方案中優選的是，所述定向機構防掉鎖設置在所述上殼體內側壁上。

上述任一方案中優選的是，所述上殼體和下殼體的連接處採用二氧化碳保護焊接。

上述任一方案中優選的是，所述上殼體通過連續油管轉接頭與所述連續油管相連。

上述任一方案中優選的是，還包括穩定器，所述穩定器設置在所述上殼體的上端，在所述穩定器的肋板上設置水力錨組。

上述任一方案中優選的是，所述多分支孔眼鑽通過所述水力錨組固定於井壁上。

上述任一方案中優選的是，所述高壓軟質組鑽杆通過鑽杆導管伸出。

上述任一方案中優選的是，在所述鑽進模塊與開窗模塊連接。

上述任一方案中優選的是，開窗模塊位於鑽進模塊和引鞋之間。

本實用新型還提供所述的多分支孔眼鑽的多孔眼並行鑽進方法，包括以下各步驟：

（1）利用連續油管將所述多分支孔眼鑽下至井下預定位置；

（2）開啟高壓泵組，使水力錨張開，將所述多分支孔眼鑽固定在相應位置；

（3）地面控制裝置接收井下所述多分支孔眼鑽的傳感器的信息，判斷並調整工具面的位置；

（4）地面控制裝置控制井下定向系統電機將粒子流頭鑽扭向需要鑽進的方向；

（5）在所述連續油管中加入磨料；

（6）通過送鑽系統電機控制送鑽遊車向下運行，釋放高壓軟質鑽杆，於此同時，鑽杆在流體壓力的作用下，沿徑向鑽進；

（7）當送所述鑽遊車達到死點後，所述送鑽系統電機反向轉動，通過蝸杆總成驅動送鑽遊車向上運動，所述高壓軟質鑽杆由所述送鑽遊車回收；

（8）所述連續油管下放所述多分支孔眼鑽至下一開鑽點。

本實用新型中的「上端」和「下端」是指在使用時的位置方向。

本實用新型的多孔眼粒子流並行鑽井技術可增大洩油麵積、提高地層導流能力，在此基礎上實施壓裂可以取得更好的經濟效果。

附圖說明

圖1是本實用新型一種多分支孔眼鑽的一優選實施例的結構示意圖；

圖2是圖1所示結構的下端結構的放大示意圖；

圖3是圖1所示結構的上端結構的放大示意圖；

圖4是本實用新型圖1所示優選實施例中送鑽遊車的結構示意圖。

具體實施方式

為了進一步了解本實用新型的技術特徵，下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細地闡述。實施例只對本實用新型具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本領域的技術人員在本實用新型的基礎上做出的任何非實質性的修改，都應屬於本實用新型的保護範圍。

實施例 1：

如圖1-4所示，一種多分支孔眼鑽，包括依次設置的控制盒19、定向模塊和鑽進模塊，所述鑽進模塊包括送鑽系統電機14、送鑽模塊減速總成12、撓性杆11、聯軸器10、蝸杆總成9、蝸杆套8、導軌6和送鑽遊車5，所述送鑽系統電機14、所述送鑽模塊減速總成12、所述撓性杆11、所述聯軸器10和所述蝸杆總成9依次連接，所述蝸杆套8套裝在所述蝸杆總成9外，所述蝸杆套8與所述送鑽遊車5連接，所述導軌6設置在所述蝸杆總成9外側、且與所述蝸杆總成9平行設置，所述送鑽遊車5嵌在所述導軌6內部，所述送鑽遊車5掛接高壓軟質鑽杆4。

本實施例中，裝配時，所述高壓軟質鑽杆4卡在所述導軌6的槽中。

本實施例中，所述導軌6的截面為圓形，所述導軌6的槽為多個，呈徑向均勻分布。

本實施例中，所述送鑽遊車5的截面為圓形，在所述圓形的外圓處設置突起，所述突起安裝在所述導軌6的槽內，所述高壓軟質鑽杆4通過所述突起卡在所述導軌6的槽內。

本實施例中，所述突起的個數與所述導軌的槽的個數相同。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4採用鐵絲網塑性的橡膠管。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4的承壓能力為50-70MPa內壓。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4的長度為6-15米。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4的外直徑為0.5-0.6英寸。

本實施例中，所述送鑽遊車5掛接2-4個高壓軟質鑽杆4。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4的下端連接粒子流頭鑽3。

本實施例中，所述高壓軟質鑽杆4直接連接在所述送鑽遊車5的下端。

本實施例中，所述送鑽遊車5與所述導軌6之間的縫隙要密封。

本實施例中，所述蝸杆總成9的導程為10-30毫米。

本實施例中，所述定向模塊包括定向系統電機18、定向機構減速總成17、定向機構肋板15和定向機構防掉鎖16，所述定向系統電機18、所述定向機構減速總成17和所述定向機構肋板15依次連接，所述定向機構防掉鎖16設置於所述定向機構肋板15的外側固定所述定向模塊。

本實施例中，所述定向機構防掉鎖16與所述定向機構肋板15通過焊接連接。

本實施例中，所述送鑽模塊減速總成12內設置6級行星輪。

本實施例中，所述定向機構減速總成17內設置3級行星輪13。

本實施例中，所述送鑽系統電機14採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。

本實施例中，所述定向系統電機18採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。

本實施例中，還包括控制電纜20，所述控制電纜20與所述控制盒19連接。

本實施例中，所述控制電纜20採取內置的方式。

本實施例中，還包括連續油管22。

本實施例中，所述控制電纜20隨連續油管22一併下入井中。

本實施例中，還包括依次連接的上殼體23、下殼體7和引鞋1，所述上殼體23設置所述定向模塊外圍，所述下殼體7設置在所述送鑽模塊的外圍，所述引鞋1設置在所述多分支孔眼鑽的下端。

本實施例中，所述鑽進模塊的導軌6設置在所述下殼體7內側壁上。

本實施例中，所述定向機構防掉鎖16設置在所述上殼體23內側壁上。

本實施例中，所述上殼體23和下殼體7的連接處採用二氧化碳保護焊接。

本實施例中，所述上殼體23通過連續油管轉接頭與所述連續油管22相連。

本實施例中，還包括穩定器，所述穩定器設置在所述上殼體的上端，在所述穩定器的肋板上設置水力錨組21。

本實施例中，所述多分支孔眼鑽通過所述水力錨組21固定於井壁上。

本實施例中，所述高壓軟質組鑽杆4通過鑽杆導管24伸出。

本實施例中，在所述鑽進模塊與開窗模塊連接，開窗模塊位於鑽進模塊和引鞋之間。開窗模塊中包含電動機28、傳動軸27、齒輪組26和導管25，所述電動機通過齒輪驅動導管內的微型鑽柱旋轉，對套管實施開窗作業。該過程是類似工具的常規步驟，必須先實現開窗，才能實現後續的多分枝井鑽井工作。

實施例 2：

一種多分支孔眼鑽，包括依次設置的控制盒19、定向模塊和鑽進模塊，所述鑽進模塊包括送鑽系統電機14、送鑽模塊減速總成12、撓性杆11、聯軸器10、蝸杆總成9、蝸杆套8、導軌6和送鑽遊車5，所述送鑽系統電機14、所述送鑽模塊減速總成12、所述撓性杆11、所述聯軸器10和所述蝸杆總成9依次連接，所述蝸杆套8套裝在所述蝸杆總成9外，所述蝸杆套8與所述送鑽遊車5連接，所述導軌6設置在所述蝸杆總成9外側、且與所述蝸杆總成9平行設置，所述送鑽遊車5嵌在所述導軌6內部，所述送鑽遊車5掛接高壓軟質鑽杆4。

進一步地，裝配時，所述高壓軟質鑽杆4卡在所述導軌6的槽中。

進一步地，所述導軌6的截面為圓形，所述導軌6的槽為多個，呈徑向均勻分布。

進一步地，所述送鑽遊車5的截面為圓形，在所述圓形的外圓處設置突起，所述突起安裝在所述導軌6的槽內，所述高壓軟質鑽杆4通過所述突起卡在所述導軌6的槽內。

進一步地，所述突起的個數與所述導軌的槽的個數相同。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4採用鐵絲網塑性的橡膠管。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4的承壓能力為50-70MPa內壓。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4的長度為6-15米。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4的外直徑為0.5-0.6英寸。

進一步地，所述送鑽遊車5掛接2-4個高壓軟質鑽杆4。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4的下端連接粒子流頭鑽3。

進一步地，所述高壓軟質鑽杆4直接連接在所述送鑽遊車5的下端。

進一步地，所述送鑽遊車5與所述導軌6之間的縫隙要密封。

進一步地，所述高壓軟質組鑽杆4通過鑽杆導管伸出。

實施例 3：

本實施例在實施例2的基礎上：所述蝸杆總成9的導程為10-30毫米。

實施例 4：

本實施例在實施例2的基礎上：所述定向模塊包括定向系統電機18、定向機構減速總成17、定向機構肋板15和定向機構防掉鎖16，所述定向系統電機18、所述定向機構減速總成17和所述定向機構肋板15依次連接，所述定向機構防掉鎖16設置於所述定向機構肋板15的外側固定所述定向模塊。

進一步地，所述定向機構防掉鎖16與所述定向機構肋15板通過焊接連接。

實施例5：

本實施例在實施例2的基礎上：所述送鑽模塊減速總成12內設置6級行星輪。所述定向機構減速總成17內設置3級行星輪13。

實施例 6：

本實施例在實施例2的基礎上：所述送鑽系統電機14採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。所述定向系統電機18採用500-6000rpm的變頻調速步進電機。

實施例 7：

本實施例在實施例2的基礎上：還包括控制電纜20，所述控制電纜20與所述控制盒19連接。所述控制電纜20採取內置的方式。

實施例 8：

本實施例在實施例7的基礎上：還包括連續油管22。所述控制電纜20隨連續油管22一併下入井中。

實施例 9：

本實施例在實施例8的基礎上：還包括依次連接的上殼體23、下殼體7和引鞋1，所述上殼體23設置所述定向模塊外圍，所述下殼體7設置在所述送鑽模塊的外圍，所述引鞋1設置在所述多分支孔眼鑽的下端。

所述鑽進模塊的導軌6設置在所述下殼體7內側壁上。

本實施例中，所述定向機構防掉鎖16設置在所述上殼體23內側壁上。

所述上殼體23和下殼體7的連接處採用二氧化碳保護焊接。

所述上殼體23通過連續油管轉接頭與所述連續油管22相連。

實施例 10：

本實施例在實施例9的基礎上：還包括穩定器，所述穩定器設置在所述上殼體的上端，在所述穩定器的肋板上設置水力錨組21。

所述多分支孔眼鑽通過所述水力錨組21固定於井壁上。

實施例 11：

實施例1所述的多分支孔眼鑽的多孔眼並行鑽進方法，包括以下各步驟：

（1）利用連續油管將所述多分支孔眼鑽下至井下預定位置；

（2）開啟高壓泵組，使水力錨張開，將所述多分支孔眼鑽固定在相應位置；

（3）地面控制裝置接收井下所述多分支孔眼鑽的傳感器的信息，判斷並調整工具面的位置；

（4）地面控制裝置控制井下定向系統電機將粒子流頭鑽扭向需要鑽進的方向；

（5）在所述連續油管中加入磨料；

（6）通過送鑽系統電機控制送鑽遊車向下運行，釋放高壓軟質鑽杆，於此同時，鑽杆在流體壓力的作用下，沿徑向鑽進；

（7）當送所述鑽遊車達到死點後，所述送鑽系統電機反向轉動，通過蝸杆總成驅動送鑽遊車向上運動，所述高壓軟質鑽杆由所述送鑽遊車回收；

（8）所述連續油管下放所述多分支孔眼鑽至下一開鑽點。