CN106014351A - 一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，通过对具有与筛管尺寸相适应的钻铤进行改造并与钻柱组装后下入实现准确快速下放筛管作业；具体来说该方法提出了一种在钻铤的顶端安装定向装置，确定钻铤顶端所在井眼的方位、井斜并通过无线电磁波信道将数据实时传到地面引导钻杆以快速准确进入分支井眼的方法，该方法能快速准确判断导向钻铤顶端的位置，能快速有效完成下放筛管作业，提高工作效率，减少风险。

Description

一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法
技术领域
本发明涉及煤层气、石油储层多分枝水平井向分枝井眼下放筛管的导向技术领域，具体而言，涉及一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法。
背景技术
当前在煤层气、天然气及石油的开发中为了获得更大的产能，往往采用水平多分支井钻井技术，井筒钻好后为防止井壁垮塌和增加产气量需要下放筛管。
常规筛管下放方法包括如下步骤：首先下放没有钻头的钻杆，当钻杆进入分支井井筒后，然后再通过钻杆的水眼下入筛管。在钻杆重入井眼的过程中，钻杆能否进入分支井眼，主要根据钻杆进入井眼的深度来判断，这样在钻杆进入分支井眼时往往要试多次，只有在钻杆下放到井底后通过测出深度才能判断出钻杆是否在分支井眼内，一旦判断出钻杆到达分支井眼的井底，就通过钻杆的水眼注入筛管，但是这种操作方法费时费力，因此有必要改进操作方法以提高工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改善目前分支井眼下入筛管过程中的重入困难问题，提供一种快的准确的筛管下入分支井眼的方法，达到高效完井的目的的一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法。
为此，本发明的技术方案如下：
一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，包括如下步骤：
S1、截取一段水眼孔径与筛管外径相适应钻铤，并在所述钻铤的一端端部通过依次螺纹连接的连接管，使所述钻铤一端形成一个具有120～170°折角的导向弯头，形成导向钻铤；
S2、在所述导向钻铤的侧壁上沿圆周方向开设有多个两端闭合的轴向凹槽，在所述轴向凹槽内分别设置有电池和能够测定分支井眼的井斜角度和方位角度的定向传感器和电磁发射电路板，并在每个所述轴向凹槽上方加盖并固定有密封顶盖；优选地，在相邻所述的轴向凹槽之间均开设有用于导流水泥浆的两端连通的小轴向凹槽；其中，所述定向传感器的井斜角度测量范围为0～180°，方位角度测量范围为0～360°，所述无线电磁波信号发射器的无线电磁波信号的发射频率为1～200Hz；
S3、在所述钻铤的适当位置设置有无线电磁波信号发射器，用于发射经定向传感器测定的井斜角度和方位角度；
进一步地，无线电磁波信号发射器利用钻铤本身改造而成。将所述钻铤的另一端截断并在截断处设置有一绝缘管，使得位于绝缘管两端的钻柱、钻铤形成上、下两个导体，形成无线电磁波信号发射器；其中，上端作为接收天线，中间为绝缘体，下端作为发射天线，使钻柱成为电偶极子发射天线的两极，在随钻测量传输装置导向功能的配合下，从而以弱电流的方式传输发射调制后的信息，即电流通过井眼所在的地层的传导传到地面，使得筛管顺利的进入已钻好的分支井井眼内，完成筛管下放作业；
具体地，绝缘管包括多个依次螺纹连接的绝缘管，和设置在两端的用于与所述钻铤截断处连接的连接过渡短节；在所述绝缘管的螺纹连接处和接合台肩面上、在所述绝缘管的内壁上和在所述多个绝缘管的外壁上均覆有绝缘层；
优选地，为保证绝缘短节处绝对的绝缘性，在所述绝缘管的外壁上自内向外依次覆有第一氧化铝陶瓷层、玻璃纤维层和第二氧化铝陶瓷层；在所述绝缘管的螺纹连接处和接合台肩面上覆有采用环氧陶瓷制成的绝缘层；在所述绝缘管的内壁上覆有氧化铝陶瓷层；
S4、当水平多分支井完钻后，将经步骤S3加工后的具有定向和传输功能的导向钻铤的导向弯头连接在钻杆下端，送入已钻好的分支井中，下放到接近分支 井眼的深度，并通过无线电磁波信号发射器将电磁导向钻铤内方位传感器实时测定的数据由井下上传到地面，经无线电磁波信号处理出井下井斜角度和方位角度；
S5、将处理出的井下井斜角度和方位角度与钻分支井时记录的分支井眼的井斜角度和方位角度进行对比以判断导向钻铤是否进入了分支井眼：
若导向钻铤未进入分支井眼，继续下放钻杆和导向钻铤；
若导向钻铤已进入分支井眼，则继续下放钻杆，使导向钻铤继续下入分支井眼井内，通过无线电磁波信号不断将通过导向钻铤测得的分支井眼的井斜角度和方位角度传到地面，以使现场工程师实时连续检测钻杆是否沿分支井眼滑入，避免由于煤质的舒软划出新的井眼；
S6、当导向钻铤确认已下放到分支井井底后，将筛管通过钻杆的水眼注入到分支井眼中，随后起出钻杆和导向钻铤，筛管下放作业结束；
S7、重复步骤S5和S6，向其它分支井继续进行筛管下放作业。
与现有技术相比，该在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法提出了一种在钻铤的顶端安装定向装置，确定钻铤顶端所在井眼的方位、井斜并通过无线电磁波信道将数据实时传到地面引导钻杆以快速准确进入分支井眼的方法，该方法能快速准确判断导向钻铤顶端的位置，能快速有效完成下放筛管作业，提高工作效率，减少风险。
附图说明
图1是本发明的一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法的示意图；
图2是本发明的一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法中经改造后的导向钻铤的结构示意图；
图3是本发明的一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法中经改造后的导向钻铤的剖面结构示意图；
图4是本发明的一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法中制作的无线电磁波信号发射器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下为本发明的一个具体实施例：
如图1所示，对某在已钻好的水平多分支井眼进行完井和下放筛管作业，其中，所选用筛管的外径为52mm，下放筛管作业包括如下步骤：
S1、截取一段水眼孔径与筛管外径相适应短钻铤2，保证筛管可以沿水眼顺利下放到分支井井底，钻铤的尺寸与主井眼和分支井的尺寸相适应；如图2所示，在所述钻铤的一端端部通过依次螺纹连接的连接管，使所述钻铤2一端形成一个具有120～170°折角的导向弯头3，形成导向钻铤；
S2、在所述导向钻铤的侧壁上沿圆周方向开设有多个两端闭合的轴向凹槽，在所述轴向凹槽内分别设置有电池和能够测定分支井眼的井斜角度和方位角度的定向传感器和电磁发射电路板，并在每个所述轴向凹槽上方加盖并固定有密封顶盖；在相邻所述的轴向凹槽之间均开设有用于导流水泥浆的两端连通的小轴向凹槽；其中，所选用的定向传感器的井斜角度测量范围为0～180°，方位角度测量范围为0～360°，所述无线电磁波信号发射器的无线电磁波信号的发射频率为1～200Hz；
S3、将所述钻铤2的另一端截断并在截断处设置有一绝缘管，使得位于绝缘管两端的钻柱、钻铤形成上、下两个导体，形成无线电磁波信号发射器1；其中，上端作为接收天线，中间为绝缘体，下端作为发射天线，使钻柱成为电偶极子发射天线的两极，在随钻测量传输装置导向功能的配合下，从而以弱电流的方式传输发射调制后的信息，即电流通过井眼所在的地层的传导传到地面，使得筛管顺利的进入已钻好的分支井井眼内，完成筛管下放作业；
具体地，绝缘管包括多个依次螺纹连接的绝缘管103，和设置在两端的用于与所述钻铤2截断处连接的连接过渡短节101；在所述绝缘管103的螺纹连接处 和接合台肩面上、在所述绝缘管103的内壁上和在所述多个绝缘管103的外壁上均覆有绝缘层；
为保证绝缘短节处绝对的绝缘性，在所述绝缘管103的外壁上自内向外依次覆有第一氧化铝陶瓷层、玻璃纤维层和第二氧化铝陶瓷层；在所述绝缘管103的螺纹连接处和接合台肩面上覆有采用环氧陶瓷制成的绝缘层；在所述绝缘管103的内壁上覆有氧化铝陶瓷层；
S4、当水平多分支井完钻后，将经步骤S3加工后的具有定向和传输功能的导向钻铤的导向弯头连接在钻杆下端，送入已钻好的分支井中，下放到接近分支井眼的深度，并通过无线电磁波信号发射器1将电磁导向钻铤内方位传感器实时测定的数据由井下上传到地面，经无线电磁波信号处理出井下井斜角度和方位角度；
S5、将处理出的井下井斜角度和方位角度与钻分支井时记录的分支井眼的井斜角度和方位角度进行对比以判断导向钻铤是否进入了分支井眼：
若导向钻铤未进入分支井眼，继续下放钻杆和导向钻铤；
若导向钻铤已进入分支井眼，则继续下放钻杆，使导向钻铤继续下入分支井眼井内，通过无线电磁波信号不断将通过导向钻铤测得的分支井眼的井斜角度和方位角度传到地面，以使现场工程师实时连续检测钻杆是否沿分支井眼滑入，并通过这些数据可得知钻杆入井全程的轨迹是否与整个分支井眼的轨迹吻合(由于煤层比一般岩层疏软，有时在钻柱重入分支井眼时会划出一段新井眼)，由此保证了钻杆重入分支井的准确性；
S6、当导向钻铤确认已下放到分支井井底后，将筛管通过钻杆的水眼注入到分支井眼中，使其落入分支井井底，随后起出钻杆和导向钻铤，筛管下放作业结束；
S7、重复步骤S5和S6，向其它分支井继续进行筛管下放作业，直至对主井眼内所有分支井完成筛管下放，随后起出钻杆和导向钻铤。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，包括如下具体步骤：
S1、截取一段水眼孔径与筛管外径相适应钻铤(2)，并在所述钻铤的一端端部通过依次螺纹连接的连接管，使所述钻铤一端形成一个具有120～170°折角的导向弯头(3)，形成导向钻铤；
S2、在所述导向钻铤的侧壁上沿圆周方向开设有多个两端闭合的轴向凹槽，在所述轴向凹槽内分别设置有电池和能够测定分支井眼的井斜角度和方位角度的定向传感器和电磁发射电路板，并在每个所述轴向凹槽上方加盖并固定有密封顶盖；
S3、在所述钻铤的适当位置设置有无线电磁波信号发射器(1)，用于发射经定向传感器测定的井斜角度和方位角度，使；
S4、当水平多分支井完钻后，将经步骤S3加工后的具有定向和传输功能的导向钻铤的导向弯头连接在钻杆下端，送入已钻好的分支井中，下放到接近分支井眼的深度，并通过无线电磁波信号发射器(1)将电磁导向钻铤内方位传感器实时测定的数据由井下上传到地面，经无线电磁波信号处理出井下井斜角度和方位角度；
S5、将处理出的井下井斜角度和方位角度与钻分支井时记录的分支井眼的井斜角度和方位角度进行对比以判断导向钻铤是否进入了分支井眼：
若导向钻铤未进入分支井眼，继续下放钻杆和导向钻铤；
若导向钻铤已进入分支井眼，则继续下放钻杆，使导向钻铤继续下入分支井眼井内，通过无线电磁波信号不断将通过导向钻铤测得的分支井眼的井斜角度和方位角度传到地面，以使现场工程师实时连续检测钻杆是否沿分支井眼滑入，避免由于煤质的舒软划出新的井眼；
S6、当导向钻铤确认已下放到分支井井底后，将筛管通过钻杆的水眼注入到分支井眼中，随后起出钻杆和导向钻铤，筛管下放作业结束；
S7、重复步骤S5和S6，向其它分支井继续进行筛管下放作业。
2.根据权利要求1所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，步骤S2中，在相邻所述的轴向凹槽之间均开设有用于导流水泥浆 的两端连通的小轴向凹槽。
3.根据权利要求1所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，步骤S2中，所述定向传感器的井斜角度测量范围为0～180°，方位角度测量范围为0～360°，所述无线电磁波信号发射器的无线电磁波信号的发射频率为1～200Hz。
4.根据权利要求1所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，步骤S3中，将所述钻铤(2)的另一端截断并在截断处设置有一绝缘管，使得位于绝缘管两端的钻铤形成上、下两个导体，形成无线电磁波信号发射器(1)。
5.根据权利要求4所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，步骤S3中，绝缘管包括多个依次螺纹连接的绝缘管(103)，和设置在两端的用于与所述钻铤(2)截断处连接的连接过渡短节(101)；在所述绝缘管(103)的螺纹连接处和接合台肩面上、在所述绝缘管(103)的内壁上和在所述多个绝缘管(103)的外壁上均覆有绝缘层。
6.根据权利要求5所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，在所述绝缘管(103)的外壁上自内向外依次覆有第一氧化铝陶瓷层、玻璃纤维层和第二氧化铝陶瓷层。
7.根据权利要求5所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，在所述绝缘管(103)的螺纹连接处和接合台肩面上覆有采用环氧陶瓷制成的绝缘层。
8.根据权利要求5所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法，其特征在于，在所述绝缘管(103)的内壁上覆有氧化铝陶瓷层。
9.一种根据权利要求1～8所述的在水平多分支井眼中准确快速下放筛管的方法制备出的具有定向和传输功能的导向钻铤。
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