CN112922578A - 一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 - Google Patents
一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112922578A CN112922578A CN202110164712.7A CN202110164712A CN112922578A CN 112922578 A CN112922578 A CN 112922578A CN 202110164712 A CN202110164712 A CN 202110164712A CN 112922578 A CN112922578 A CN 112922578A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- well
- target body
- joint
- horizontal
- short section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims abstract description 23
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
- E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：以一口竖井与数口水平井对接连通隔水取热，竖井作为出水取热井，数口水平井分布在竖井的周边，水平井为注水井，所述方法按照下述步骤进行：a、竖井钻进施工；b、第一口水平井施工；c、其他水平井施工。本发明具有换热通道多，换热面积大，密封隔离安全可靠等优点，可为城市或城市周边提供常规地热资源供暖使用，满足城市急需清洁地热资源的需求，符合环保节能要求，具有可观的经济效益和良好的社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种地热资源开发技术，特别是一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法。
背景技术
近些年，随着大气污染的加剧，对新能源尤其是清洁能源的需求和利用正在不断加大，而以地热能为代表的可再生清洁能源的开发利用是缓解大气污染的最有效手段之一。目前，水热型地热资源开采模式主要是“对井开采、以灌定采、采灌均衡”；采热技术主要是回灌式水热开采技术、梯级利用技术等，主要用途是供暖。但是，中深层水热型地热资源的规模化开发利用也逐渐暴露出一些问题，比如，主力开采热储层压力逐年下降、降落漏斗范围外延，地热流体采灌不均衡、部分地热井回灌效果差等问题，这些问题直接限制了地热资源的可持续开发利用，急需解决。随换热技术深度研发，取热不取水、隔水取热技术已成为地热界探索的新方向。现有技术报道有两口水平井对接隔水取热及一口竖井与一口水平井对接隔水取热，上述技术都是在取热不取水原则下的地热开采技术。存在的问题是：一对一的隔水取热，换热效率有待提高；竖井与水平井的对接连通密封存有施工过程复杂、施工成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以实现大面积高效换热、且井组所有套管串相互连通可靠密封、便于施工的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，以一口竖井与数口水平井对接连通隔水取热，竖井作为出水取热井，数口水平井分布在竖井的周边，水平井为注水井，所述方法按照下述步骤进行：
a、竖井钻进施工：竖井由地表一开钻进，下入表层套管并固井；二开钻进，按设计要求打入储热层，钻至设计井深，下入竖井生产管串；竖井生产管串下入到位后进行分级固井，固井后整体取出固井器件；所述竖井生产管串包括由上至下设置的保温隔热生产套管串、免钻塞固井分级箍、常规生产套管串、湿接头、无磁金属对接靶体，其中无磁金属对接靶体设有数个靶体短节，每个靶体短节设有井下探管和横向的导引孔，每个靶体短节的导引孔分别对应一口水平井；
b、第一口水平井施工：数口水平井按照由上至下的顺序依次施工，其中第一口水平井施工过程如下：一开钻进下表层套管固井；二开钻进、定向增斜和水平段钻进，在钻头距无磁金属对接靶体约120m时，竖井内下入连接有湿接头的电缆，与第一靶体短节的探管建立通讯，第一靶体短节安装的井下探管接收第一口水平井发出的磁信号，判断并引导水平井钻头精准钻入第一节靶体短节的导引孔；第一口水平井下水平井生产管串，水平井生产管串包括生产套管串、免钻塞固井分级箍和位于端部的引导扣接密封短节，在引导扣接密封短节的导引下，沿第一靶体短节的导引孔进入，与第一靶体短节导引孔内的母扣连接并回转上扣；第一口水平井与竖井的井口试压，竖井提出井内电缆或不提直接在井口对电缆进行密封，形成水平井与竖井的密封回路，试压；
c、其他水平井施工：其它水平井施工参照步骤b完成，至最下面一口水平井试压完成。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，各水平井可以同时施工或顺序施工，但须按照由上而下的顺序依次和无磁金属对接靶体口进行对接连通试压。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，数个靶体短节竖直串接，相邻靶体短节之间设有单向阀，位于最下部的靶体短节下端连接钻头，位于最上部的靶体短节上端连接侧入式接头，靶体短节内设有竖向的贯通孔，贯通孔与导引孔连通，靶体短节外侧固定井下探管，井下探管内探头的位置对应导引孔。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，单向阀的阀体内设有限位套和球体，限位套位于球体上部，限位套与单向阀的阀体固定，限位套下端设有对单向阀球体限位的限位杆，限位套内均布支撑板。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，侧入式接头设有电缆槽，电缆穿过电缆槽，电缆由数根分电缆组成，各分电缆分别连接各对接靶体短节的井下探管，电缆或分电缆经电缆压板分别开槽固定在侧入式接头或靶体短节外侧。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，湿接头包括公接头总成和母接头总成，公接头总成包括公头主体、双公接头和外管接头，公头主体下端插入双公接头中心孔的上端，与双公接头螺纹连接，双公接头中心孔下部螺纹连接电缆导管，公头主体设有公头信号连接元件；所述母头总成包括由上至下依次连接的配重杆、上扶正管体、绳帽头和母头主体，母头主体外套装母体外壳，母头外壳内设有与公头信号连接元件匹配触接的母头信号连接元件，电缆由配重杆、上扶正管体、绳帽头内穿过与母头信号连接元件连接。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，公头主体顶部为插接引导端，插接引导端为倒置的陀螺形，公头主体匹配插入母头主体的插接孔内，母头主体内设有插接孔，母头信号连接元件分布在插接孔周边，插接孔上部经通道连通母头单向阀。
上述多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，双公接头上端设置连接钻杆的正扣，双公接头下端经反扣外螺纹与接头外管螺纹连接，双公接头中心通孔的外部圆周均布若干个上下贯通的竖向通孔。
本发明方法采用数口水平井与一口竖井对接连通隔水取热，竖井作为出水取热井，数口注水水平井分布在竖井的四周，水平井根据地表可用施工区域、井位数量进行钻孔井位的布置和施工，由此组成多条辐射网式换热通道，形成一套换热管网，达到大面积高效率换热的目的。取热时可根据需要随时关闭一口水平井来进行热能聚集储备。本发明竖井与各水平井的对接采用由多节靶体短节构成的无磁金属对接靶体，每个靶体短节设置一个与水平井连通的导引孔，相邻靶体短节之间设置单向阀，保证各水平井对扣密封后的试压。施工时各水平井按照由上而下的施工顺序依次和无磁金属对接靶体口进行对接连通。本发明具有换热通道多，换热面积大，密封隔离安全可靠等优点，可为城市或城市周边提供常规地热资源供暖使用，满足城市急需清洁地热资源的需求，符合环保节能要求，具有可观的经济效益和良好的社会效益。
附图说明
图1是本发明所述多井汇聚连通的示意图；
图2是竖井生产管串示意图；
图3是水平井生产管串示意图；
图4是湿接头连接无磁金属对接靶体的结构示意图；
图5是湿接头的结构示意图；
图6是无磁金属对接靶体的结构示意图；
图7是图6的A-A截面的剖视图。
图中各标号或字母为：L1、L2、L3、L4、分别为四个水平井，LB1、LB2、LB3、LB4、分别为四个水平井表层套管，LS1、LS2、LS3、LS4、分别为四个水平井生产管串，S、竖井，SB、竖井表层套管，SS、竖井生产管串，BT.无磁金属对接靶体，SJ、湿接头，MD、引导扣接密封短节；
1、配重杆，2、上扶正管体，3、绳帽头，4、电缆卡子，5、母头主体，5-1、母头信号连接元件，5-2，母头单向阀，6、公头主体；6-1、公头信号连接元件，7、母头外壳；8、双公接头，8-1、竖向通孔，9、外管接头，10、电缆导管，11、电缆，12、侧入式接头，13、靶体短节，13-1、贯通孔，13-2、导引孔，14、井下探管，15、单向阀，15-1、限位套，15-2、球体，16、钻头。
具体实施方式
参看图1，本发明所述方法以一口竖井S做为出水取热井，竖井生产套管SS下端连接湿接头SJ和无磁金属对接靶体BT，无磁金属对接靶体包括数个靶体短节，相邻靶体短节之间设置单向阀，各靶体短节设有横向的导引孔和竖向的贯通孔。竖井进行免钻塞分级固井，最底部无磁金属靶体部分不固井。数个水平井分布在竖井的四周，水平井为注水井，图示实施例水平井为四口，分别为L1、L2、L3、L4。水平井依据地表可用施工区域、井位数量和取热设计等进行钻孔井位的布置和施工设计。施工过程先完成竖井，然后对数口水平井顺序施工或同时施工，但须按照由上而下的顺序依次与无磁金属靶体与之对应的导引孔进行对接连通密封完井。各水平井按设计要求先后完成直井段、增斜段、水平段钻进，最后依靠竖井底部无磁金属靶体内安装的井下探管由上至下依次完成各水平井与竖井的对接连通，连通后的水平井下入对扣密封短节MD和套管串组合，引导扣接密封短节导入相应的靶体短节的导引孔中，上扣密封试压，合格后该水平井进行免钻塞分级固井，即完成一口水平井的钻完井任务。依此类推，按照设计要求由上至下逐一完成水平井与竖井与之对应的各靶体短节的对接连通密封。最终各水平井与竖井形成星形网状换热系统。
参看图4，本发明所述湿接头和无磁金属对接靶体连接，无磁金属对接靶体设有数个靶体短节13，数个靶体短节竖直串接，相邻靶体短节之间设有单向阀15，单向阀用于水平井与垂直井靶体连通后进行密封试压，起到跟下部未施工的靶体短节不产生影响的作用。位于最下部的靶体短节下端连接钻头16，钻头用于清理孔底。位于最上部的靶体短节上端连接侧入式接头12。湿接头由相互匹配的公接头总成和母接头总成构成，公接头总成设有公头主体6，母接头总成母头主体5。
参看图5，公接头总成包括公头主体6、双公接头8和外管接头9，公头主体下端插入双公接头中心孔的上端，与双公接头螺纹连接，双公接头中心孔下部螺纹连接电缆导管10，公头主体设有公头信号连接元件6-1。公头信号连接元件设有数个公头连接环，相邻公头连接环之间绝缘。公头主体顶部为插接引导端，插接引导端为倒置的陀螺形，以便于在插接过程对母头主体自定位导正。双公接头8的上端设置用于连接钻杆的正扣，双公接头下端经反扣与外管接头螺纹连接。上端正扣螺纹用于与后期打捞装置的内螺纹连接；下端反扣可以随钻杆转动与外管接头松开，以便于打捞回收。双公接头中心通孔的外部圆周均匀开设若干个上下贯通的竖向通孔8-1，竖向通孔作为正常循环的液体通道。外管接头9的上端为套管外螺纹，与套管管箍连接，下端公螺纹与侧入式接头连接。母头总成包括由上至下依次连接的配重杆1、上扶正管体2、绳帽头3和母头主体5，母头主体外套装母体外壳7，母头外壳内设有与公头信号连接元件匹配触接的母头信号连接元件5-1。母体外壳与母体主体之间经密封圈密封。电缆11穿过配重杆1、上扶正管体2、绳帽头3与母头信号连接元件连接。绳帽头内设有固定电缆的电缆卡子4。上扶正管体外侧设有上扶正翼板，母体外壳外周设有下扶正翼板，上、下扶正翼板在母头总成上提下放时起导正作用。配重杆为光轴，上端形状为锥形，起到上提时避免遇阻的作用。湿接头可在井内有水或泥浆的环境下进行随用随插，并可以断开后再次插接，插接后可将井下探管的磁信号传输到地面，工程结束后可下钻打捞出井内连接部分，使井内套管恢复畅通。
参看图6、图7，无磁金属对接靶体设有数个靶体短节13，各靶体短节13内设有竖向的贯通孔13-1，贯通孔与横向的导引孔13-2连通，靶体短节外侧固定井下探管14，井下探管内探头的位置对应导引孔。图示实施例贯通孔与导引孔的连通结构为旁通式，即贯通孔的上端和下端位于靶体短节的中心，贯通孔的上端和下端的横截面为圆形，贯通孔中段向靠近井下探管一侧偏移，导引孔的内侧端口与贯通孔中段连通，贯通孔中段的横截面形状为弧形。这种旁通式结构贯通孔的通流面积较大。贯通孔也可以采用直通结构，即贯通孔为中心直孔，通过设置在引导扣接密封短节上的水眼实现与贯通孔的连通。侧入式接头12设有电缆槽，电缆穿过电缆槽，电缆由数根分电缆组成，各分电缆分别连接各对接靶体短节的井下探管，电缆或分电缆经电缆压板分别开槽固定在侧入式接头或靶体短节外侧。各靶体短节导引孔的朝向根据所对接水平井方位确定，靶体短节的数目与水平井的数目匹配。单向阀用于水平井与垂直井无磁金属对接靶体连通后进行密封试压，起到跟下部未施工的靶体短节不产生影响的作用。单向阀15的阀体内设有限位套15-1和球体15-2，限位套位于球体上部，限位套与单向阀的阀体固定，限位套下端设有对单向阀球体限位的限位杆，限位套内均布2-4块支撑板。限位套起到对球体上移限位的作用，又同时保证能最大限度减少过流阻力。
以下结合附图1-3，给出一个本发明的具体实施例。
技术要求：
(1)垂直竖井S钻深：2000m，一开井径Φ660mm下Φ508mm表层套管500m固井。二开井径Φ445mm下Φ244.5mm生产管串，免钻塞分级固井。
(2)水平井L1、L2、L3、L4井身结构：一开井径Φ311.1mm下Φ244.5mm表层套管500m固井；二开井径Φ215.9mm，钻进深度：2660m，其中水平段钻进500m，下Φ177.8mm生产管串，分级固井。四口水平井的钻进方位分别为：0°、90°、180°和270°。
(3)整个管网系统密封压力不少于：10Mpa。
实施例以竖直井和各水平井在同一水平面为依据，实际施工过程中，依据各井的实际海拔高度参照垂直竖井进行适当加减。
具体施工步骤如下：
a、垂直竖井钻进：一开钻进，钻进井径：Φ660mm，钻深：505m，下Φ508mm、长500m的竖井表层套管SB并固井，水泥浆返出地表；二开扫塞钻进，钻进井径：Φ445mm，钻深2030m，下入2010m的竖井生产管串SS，生产管串组成由上至下依次为：Φ244.5mm隔热保温套管串+Φ244.5mm免钻塞固井分级箍+Φ244.5mm套管串+套管变扣短节+湿接头SJ+无磁金属对接靶体BT，无磁金属对接靶体包括四节靶体短节，无磁金属对接靶体在工厂车间整体组装，紧扣后四节靶体短节的开口方向夹角分别为90°，与四口水平井的钻进方向一一对应。管串下入到位后从套管内下入电缆连接湿接头建立通讯，依据工具面显示，将对接连通靶体各连通口调整到与各水平井的井口方向一致，固定套管，提出电缆，进行分级固井，固井后整体取出分级固井附件。
b、第一口水平井L1钻进与完井。水平井L1的钻进方位为：0°，一开Φ311.1mm钻进505m，下Φ244.5mm长500m的水平井表层套管LB1固井；二开井径Φ215.9mm，扫塞后常规垂直钻进至1715m，更换螺杆造斜钻具组合开始定向增斜，狗腿度按平均6°/30m设计，钻进至井深2160m进入水平段，水平段钻进约400m，提钻下带有强磁接头的钻具组合，此时垂直井同步下入电缆，连接湿接头建立通讯，接收水平井强磁接头发出的磁信号，判断并引导钻头朝第一节靶体对接连通口钻进，严格控制上、下和左、右的偏移量，当钻头钻进到靶体连通口时，水平井L1的泥浆会从垂直井内返出，并以此判断两井已连通，起钻；水平井L1下水平井生产管串LS1(Φ177.8mm套管串+7″免钻塞固井分级箍+Φ177.8mm套管串+套管变扣短节+Φ139.7mm套管+引导扣接密封短节MD)，套管串在扣接密封短节的导引下，沿靶体开口的导引面进入靶体内，与靶体内的母扣连接回转上扣；进行密封压力测试，水平井L1井口注水打压，在单向液流阀短节的作用下，水平井L1和竖井S建立密封空间，观察垂直井井口管内压力变化，10MPa压力在30min内下降少于0.5MPa为合格；水平井L1进行免钻塞分级固井，打捞分级固井附件，水平井L1完井，关闭井口。
c、第二口水平井L2钻进与完井。水平井L2的钻进方位为：90°，一开Φ311.1mm钻进505m，下Φ244.5mm长500m的水平井表层套管LB2固井；二开井径Φ215.9mm，扫塞后常规垂直钻进至1715m，更换螺杆造斜钻具组合开始定向增斜，狗腿度按平均6°/30m设计，钻进至井深2160m进入水平段，水平段钻进约400m，提钻下带有强磁接头的钻具组合，此时垂直井同步下入电缆，连接湿接头建立通讯，接收水平井强磁接头发出的磁信号，判断并引导钻头朝第二节靶体对接连通口钻进，严格控制上、下和左、右的偏移量，当钻头钻进到靶体连通口时，水平井L2的泥浆会从垂直井内返出，并以此判断两井已连通，起钻；水平井L2下生产管串LS2(Φ177.8mm套管串+7″免钻塞固井分级箍+Φ177.8mm套管串+套管变扣短节+Φ139.7mm套管+引导扣接密封短节MD)，套管串在扣接密封短节的导引下，沿靶体开口的导引面进入靶体内，与靶体内的母扣连接回转上扣；进行密封压力测试，水平井L2井口注水打压，在单向液流阀短节的作用下，水平井L1、L2和竖井S建立密封空间，观察竖井井口和L1井口管内压力变化，10MPa压力在30min内下降少于0.5MPa为合格；水平井L2进行免钻塞分级固井，打捞分级固井附件，水平井L2完井，关闭井口。
d、第三口水平井L3钻进与完井。水平井L3的钻进方位为：180°，一开Φ311.1mm钻进505m，下Φ244.5mm长500m的水平表层套管LB3固井；二开井径Φ215.9mm，扫塞后常规垂直钻进至1715m，更换螺杆造斜钻具组合开始定向增斜，狗腿度按平均6°/30m设计，钻进至井深2160m进入水平段，水平段钻进约400m，提钻下带有强磁接头的钻具组合，此时垂直井同步下入电缆，连接湿接头建立通讯，接收水平井强磁接头发出的磁信号，判断并引导钻头朝第三节靶体对接连通口钻进，严格控制上、下和左、右的偏移量，当钻头钻进到靶体连通口时，水平井L3的泥浆会从垂直井内返出，并以此判断两井已连通，起钻；水平井L3下水平井生产管串LS3(Φ177.8mm套管串+7″免钻塞固井分级箍+Φ177.8mm套管串+套管变扣短节+Φ139.7mm套管+引导扣接密封短节MD)，套管串在扣接密封短节的导引下，沿靶体开口的导引面进入靶体内，与靶体内的母扣连接回转上扣；进行密封压力测试，水平井L3井口注水打压，在单向液流阀短节的作用下，水平井L1、L2、L3和竖井S建立密封空间，观察竖井井口、L1井口、L2井口管内压力变化，10MPa压力在30min内下降少于0.5MPa为合格；水平井L3进行免钻塞分级固井，打捞分级固井附件，水平井L3完井，关闭井口。
e、第四口水平井L4钻进与完井。水平井L4的钻进方位为：270°，一开Φ311.1mm钻进505m，下Φ244.5mm长500m的水平表层套管LB4固井；二开井径Φ215.9mm，扫塞后常规垂直钻进至1715m，更换螺杆造斜钻具组合开始定向增斜，狗腿度按平均6°/30m设计，钻进至井深2160m进入水平段，水平段钻进约400m，提钻下带有强磁接头的钻具组合，此时垂直井同步下入电缆，连接湿接头建立通讯，接收水平井强磁接头发出的磁信号，判断并引导钻头朝第四节靶体对接连通口钻进，严格控制上、下和左、右的偏移量，当钻头钻进到靶体连通口时，水平井L4的泥浆会从垂直井内返出，并以此判断两井已连通，起钻；水平井L4下水平生产管串LS4(Φ177.8mm套管串+7″免钻塞固井分级箍+Φ177.8mm套管串+套管变扣短节+Φ139.7mm套管+引导扣接密封短节MD)，套管串在扣接密封短节的导引下，沿靶体开口的导引面进入靶体内，与靶体内的母扣连接回转上扣；进行密封压力测试，水平井L4井口注水打压，在单向液流阀短节的作用下，水平井L1、L2、L3、L4和竖井S建立密封空间，观察竖井井口、L1井口、L2井口、L3井口管内压力变化，10MPa压力在30min内下降少于0.5MPa为合格；水平井L4进行免钻塞分级固井，打捞分级固井附件，水平井L4完井，关闭井口。
f、四口水平井均与垂直井对接连通试压全部合格后，竖井提出井内电缆，并下钻对扣打捞出井内的湿接头部分，即可注水换热生产，所有水平井均为注水井，垂直井为出水井，换热过程中，根据需要随时可关闭任一一口或多口注水井来完成井下热能的储备。
Claims (8)
1.一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：以一口竖井与数口水平井对接连通隔水取热，竖井作为出水取热井，数口水平井分布在竖井的周边，水平井为注水井，所述方法按照下述步骤进行：
a、竖井钻进施工：竖井由地表一开钻进，下入表层套管并固井；二开钻进，按设计要求打入储热层，钻至设计井深，下入竖井生产管串；竖井生产管串下入到位后进行分级固井，固井后整体取出固井器件；所述竖井生产管串包括由上至下设置的保温隔热生产套管串、免钻塞固井分级箍、常规生产套管串、湿接头、无磁金属对接靶体，其中无磁金属对接靶体设有数个靶体短节，每个靶体短节设有井下探管和横向的导引孔，每个靶体短节的导引孔分别对应一口水平井；
b、第一口水平井施工：数口水平井按照由上至下的顺序依次施工，其中第一口水平井施工过程如下：一开钻进下表层套管固井；二开钻进、定向增斜和水平段钻进，在钻头距无磁金属对接靶体约120m时，竖井内下入连接有湿接头的电缆，与第一靶体短节的探管建立通讯，第一靶体短节安装的井下探管接收第一口水平井发出的磁信号，判断并引导水平井钻头精准钻入第一节靶体短节的导引孔；第一口水平井下水平井生产管串，水平井生产管串包括生产套管串、免钻塞固井分级箍和位于端部的引导扣接密封短节，在引导扣接密封短节的导引下，沿第一靶体短节的导引孔进入，与第一靶体短节导引孔内的母扣连接并回转上扣；第一口水平井与竖井的井口试压，竖井提出井内电缆或不提直接在井口对电缆进行密封，形成水平井与竖井的密封回路，试压；
c、其他水平井施工：其它水平井施工参照步骤b完成，至最下面一口水平井试压完成。
2.根据权利要求1所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：各水平井可以同时施工或顺序施工，但须按照由上而下的顺序依次和无磁金属对接靶体口进行对接连通试压。
3.根据权利要求2所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：数个靶体短节竖直串接，相邻靶体短节之间设有单向阀，位于最下部的靶体短节下端连接钻头，位于最上部的靶体短节上端连接侧入式接头，靶体短节内设有竖向的贯通孔，贯通孔与导引孔连通，靶体短节外侧固定井下探管，井下探管内探头的位置对应导引孔。
4.根据权利要求3所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：单向阀的阀体内设有限位套和球体，限位套位于球体上部，限位套与单向阀的阀体固定，限位套下端设有对单向阀球体限位的限位杆，限位套内均布支撑板。
5.根据权利要求4所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：侧入式接头设有电缆槽，电缆穿过电缆槽，电缆由数根分电缆组成，各分电缆分别连接各对接靶体短节的井下探管，电缆或分电缆经电缆压板分别开槽固定在侧入式接头或靶体短节外侧。
6.根据权利要求2所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：湿接头包括公接头总成和母接头总成，公接头总成包括公头主体、双公接头和外管接头，公头主体下端插入双公接头中心孔的上端，与双公接头螺纹连接，双公接头中心孔下部螺纹连接电缆导管，公头主体设有公头信号连接元件；所述母头总成包括由上至下依次连接的配重杆、上扶正管体、绳帽头和母头主体，母头主体外套装母体外壳，母头外壳内设有与公头信号连接元件匹配触接的母头信号连接元件，电缆由配重杆、上扶正管体、绳帽头内穿过与母头信号连接元件连接。
7.根据权利要求6所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：公头主体顶部为插接引导端，插接引导端为倒置的陀螺形，公头主体匹配插入母头主体的插接孔内，母头主体内设有插接孔，母头信号连接元件分布在插接孔周边，插接孔上部经通道连通母头单向阀。
8.根据权利要求7所述的多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法，其特征在于：双公接头上端设置连接钻杆的正扣，双公接头下端经反扣外螺纹与接头外管螺纹连接，双公接头中心通孔的外部圆周均布若干个上下贯通的竖向通孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110164712.7A CN112922578A (zh) | 2021-02-06 | 2021-02-06 | 一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110164712.7A CN112922578A (zh) | 2021-02-06 | 2021-02-06 | 一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112922578A true CN112922578A (zh) | 2021-06-08 |
Family
ID=76170931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110164712.7A Pending CN112922578A (zh) | 2021-02-06 | 2021-02-06 | 一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112922578A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114198016A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 北京派创石油技术服务有限公司 | 地热闭环工质循环开采方法 |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0186599A2 (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-02 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus for electrically interconnecting multi-sectional well tools |
| US20040108110A1 (en) * | 1998-11-20 | 2004-06-10 | Zupanick Joseph A. | Method and system for accessing subterranean deposits from the surface and tools therefor |
| US20050241834A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Mcglothen Jody R | Tubing/casing connection for U-tube wells |
| CN1793599A (zh) * | 2005-12-30 | 2006-06-28 | 中国海洋石油总公司 | 分支井窗口连接装置及其连接方法 |
| CN101387195A (zh) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | 刘坤芳 | 倒分支井重力泄油开采技术 |
| US20090095530A1 (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | General Electric Company | Systems and methods for guiding the drilling of a horizontal well |
| CN101629485A (zh) * | 2009-06-17 | 2010-01-20 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 地下热能源钻井连通井开采方法 |
| CN101713285A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-26 | 中国石油大学(北京) | 一种用于邻井距离随钻电磁探测的计算方法 |
| US20110203851A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-08-25 | Tinker Donald W | T-Frac System Run in System |
| US20130112402A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-09 | Willard D. Harris | Method for Forming a Geothermal Well |
| CN204060513U (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-31 | 奥润恩特能源技术(北京)有限公司 | 钻井对接装置 |
| CN104481505A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-01 | 中国石油天然气集团公司 | 超长水平段无泵送多次对接钻具传输测井工艺及对接装置 |
| CN106894780A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-27 | 天津森特聚尔新能源技术有限公司 | 一种l型井对接用磁导向探管输送装置及对接方法 |
| CN108756846A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-06 | 李勇 | 由多层u型对接井组构成的煤炭地下气化通道及气化方法 |
| US20190048702A1 (en) * | 2016-02-08 | 2019-02-14 | Smart Drilling GmbH | Directional drilling device and method for calibrating same |
| CN110043229A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-23 | 广州海洋地质调查局 | 一种海域天然气水合物多井组连通汇聚开采方法 |
| CN110206526A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 山东科技大学 | 防止诱发地震的增强型地热系统的设计方法及使用方法 |
| CN110416804A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-05 | 重庆梦马致新科技有限公司 | 一种用于井下电缆连接的湿接头 |
| CN111236904A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种双水平井对接连通隔水取热的地热开采方法 |
| CN111456720A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-28 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种地热连通井热交换隔离开采方法 |
-
2021
- 2021-02-06 CN CN202110164712.7A patent/CN112922578A/zh active Pending
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0186599A2 (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-02 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus for electrically interconnecting multi-sectional well tools |
| US20040108110A1 (en) * | 1998-11-20 | 2004-06-10 | Zupanick Joseph A. | Method and system for accessing subterranean deposits from the surface and tools therefor |
| US20050241834A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Mcglothen Jody R | Tubing/casing connection for U-tube wells |
| CN1793599A (zh) * | 2005-12-30 | 2006-06-28 | 中国海洋石油总公司 | 分支井窗口连接装置及其连接方法 |
| CN101387195A (zh) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | 刘坤芳 | 倒分支井重力泄油开采技术 |
| US20090095530A1 (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | General Electric Company | Systems and methods for guiding the drilling of a horizontal well |
| CN101629485A (zh) * | 2009-06-17 | 2010-01-20 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 地下热能源钻井连通井开采方法 |
| CN101713285A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-26 | 中国石油大学(北京) | 一种用于邻井距离随钻电磁探测的计算方法 |
| US20110203851A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-08-25 | Tinker Donald W | T-Frac System Run in System |
| US20130112402A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-09 | Willard D. Harris | Method for Forming a Geothermal Well |
| CN204060513U (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-31 | 奥润恩特能源技术(北京)有限公司 | 钻井对接装置 |
| CN104481505A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-01 | 中国石油天然气集团公司 | 超长水平段无泵送多次对接钻具传输测井工艺及对接装置 |
| US20190048702A1 (en) * | 2016-02-08 | 2019-02-14 | Smart Drilling GmbH | Directional drilling device and method for calibrating same |
| CN106894780A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-27 | 天津森特聚尔新能源技术有限公司 | 一种l型井对接用磁导向探管输送装置及对接方法 |
| CN108756846A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-06 | 李勇 | 由多层u型对接井组构成的煤炭地下气化通道及气化方法 |
| CN110043229A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-23 | 广州海洋地质调查局 | 一种海域天然气水合物多井组连通汇聚开采方法 |
| CN110206526A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-06 | 山东科技大学 | 防止诱发地震的增强型地热系统的设计方法及使用方法 |
| CN110416804A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-05 | 重庆梦马致新科技有限公司 | 一种用于井下电缆连接的湿接头 |
| CN111236904A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种双水平井对接连通隔水取热的地热开采方法 |
| CN111456720A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-28 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种地热连通井热交换隔离开采方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| P.V. MALIXI等: "Philippine Geothermal Potential and National Strategies for its Development", 《SOCIETY OF PETROLEUM ENGINEERS (SPE)》 * |
| 大港油田科技丛书编委会编: "《技术胜利油田稠油油藏热力开采技术》", 30 September 1999, 石油工业出版社 * |
| 张云等: "宁晋-辛集石盐田Y5井与Y6井对接连通钻井工艺研究", 《中国煤炭地质》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114198016A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 北京派创石油技术服务有限公司 | 地热闭环工质循环开采方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106460470B (zh) | 用于智能完井的多分支接合配件 | |
| RU2649711C1 (ru) | Дефлектор заканчивания для интеллектуального заканчивания скважины | |
| CN102292516B (zh) | 用于通过单个钻孔来操作多个井的系统和方法 | |
| CN103422812B (zh) | 单井眼煤层气多分支水平井钻井及完井方法 | |
| CN104832208B (zh) | 用于煤矿井下松软煤层中长距离水平钻孔的防塌方法 | |
| US5040607A (en) | Production system for subsea oil wells | |
| CN111236904B (zh) | 一种双水平井对接连通隔水取热的地热开采方法 | |
| CN104033130A (zh) | 高压多孔接合组件以及侧向井眼的完井方法 | |
| CN102002949B (zh) | 地源热泵埋管装置及埋管方法 | |
| CN112240177A (zh) | 一种用于中深层地热井同井采灌装置及其操作方法 | |
| CN203164441U (zh) | 轻便式气囊隔离随钻压水试验器 | |
| CN112922578A (zh) | 一种多井汇聚连通隔水取热的地热开采施工方法 | |
| CN201964025U (zh) | 一种地源热泵埋管装置 | |
| CN101787855B (zh) | 多分支井后期作业管柱重入装置 | |
| CN106368654B (zh) | 多分支井控制采油管柱及方法 | |
| CN106761467B (zh) | 一种一体化接头及利用该一体化接头实施的深水固井方法 | |
| CN101818619A (zh) | 暂封口开孔套管分支井固井完井结构及工艺 | |
| CN212837765U (zh) | 一种单管法压水试验器 | |
| CN108729859B (zh) | 一种喷射自进式多分支小井眼完井工具及操作方法 | |
| CN112855100A (zh) | 一种井下原位固定式在线调驱装置、管柱与方法 | |
| CN203452724U (zh) | 一种套管浮鞋 | |
| CN113863860A (zh) | 一种水平井套管管柱组合结构及其使用方法 | |
| CN207332855U (zh) | 用于水平段储层压裂的组件 | |
| CN213712180U (zh) | 一种桥式滤水管连接结构 | |
| CN212454243U (zh) | 一种超浅层水平井表层预斜套管柱结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20221104 |
|
| AD01 | Patent right deemed abandoned |