本發(fā)明涉及油氣開采和服務(wù)行業(yè)，具體涉及無井架鉆井技術(shù)以及服務(wù)基于此鉆井技術(shù)鉆得的井的非連續(xù)油管技術(shù)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的油井、氣井、油氣井鉆井作業(yè)大部分都要搭建井架。在鉆井過程中，鉆井支架用于吊起鉆桿，完成鉆桿與鉆桿的對接，在鉆桿的頂端施加推力，旋轉(zhuǎn)鉆桿等作業(yè)。目前，公知的豎直方向上實現(xiàn)鉆桿自動對接的鉆井造價較高，技術(shù)較復(fù)雜。人工介入完成鉆桿對接等操作增加了成本，時間和人員的投入，人工介入操作一般需要2-3個人花費5-10分鐘協(xié)作完成，降低鉆井效率，而且在人工操作過程存在安全隱患。人工介入完成鉆井后，使用非連續(xù)油管技術(shù)還會重復(fù)出現(xiàn)以上技術(shù)問題和安全隱患。

實用

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是在提供一種新型鉆井技術(shù)方案。能夠?qū)崿F(xiàn)無需井架鉆井技術(shù)和與之配套的非連續(xù)油管和連續(xù)油管技術(shù)，完成鉆桿對接過程的自動化操作，為接下來油氣開采和服務(wù)行業(yè)提供便利。

本發(fā)明提供的無需井架鉆井技術(shù)，可適用于各類油氣田的開采，使用該技術(shù)的服務(wù)井段可以是直井，定向井，傾斜井或水平井。

為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明新型鉆井設(shè)備包括鉆機自動裝卸鉆桿機構(gòu)，鉆井液循環(huán)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)鉆井機構(gòu)和非連續(xù)油管機構(gòu)。

自動裝卸鉆桿機構(gòu)包括鉆桿箱，鉆桿裝卸設(shè)備，游動滑車，鉆井馬達(dá)，鉆井馬達(dá)調(diào)節(jié)器，導(dǎo)軌。鉆桿箱與鉆桿裝卸設(shè)備固定相連，鉆桿裝卸設(shè)備安裝在導(dǎo)軌一側(cè)，導(dǎo)軌中部與游動滑車滑動連接，游動滑車與鉆井馬達(dá)固定連接，鉆井馬達(dá)與鉆井馬達(dá)調(diào)節(jié)器可旋轉(zhuǎn)連接。

鉆井液循環(huán)機構(gòu)包括水龍頭，水龍帶，和鉆井泵。水龍頭與鉆井馬達(dá)固定相連，水龍帶與水龍頭密封連接，鉆井泵與水龍帶固定連接。

旋轉(zhuǎn)鉆井機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤，卡瓦，旋轉(zhuǎn)防噴器和水龍頭。轉(zhuǎn)盤與井眼固定連接，卡瓦與轉(zhuǎn)盤可拆卸連接，旋轉(zhuǎn)防噴器與卡瓦固定安裝，旋轉(zhuǎn)防噴器與水龍頭通過鉆桿滑動連接。

非連續(xù)油管機構(gòu)包括測井儀器，非連續(xù)油管和鉆頭。非連續(xù)油管與測井儀器固定連接，測井儀器與鉆頭固定連接。

轉(zhuǎn)盤與井眼固定，由于井下彎曲半徑達(dá)到幾十到上百米且鉆桿下井下的速度比較緩慢，可將轉(zhuǎn)盤與井眼的弧度可調(diào)節(jié)小至可忽略。

非連續(xù)油管同樣可以使用自動裝卸鉆桿機構(gòu)完成非連續(xù)油管連接自動化。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：

此方案不需要搭建井架，而是將鉆桿和配套設(shè)備水平放置在地面上進(jìn)行作業(yè)，可以節(jié)省搭建井架的時間和資金，還可以低成本、方便的實現(xiàn)鉆桿對接等操作的自動化、安全性高。

使用無井架鉆井技術(shù)鉆得的井有利于接下來的油田服務(wù)：

在使用連續(xù)油管對此井進(jìn)行服務(wù)時，新型鉆井技術(shù)使連續(xù)油管從鉆桿鉆出的通道進(jìn)入地下井，連續(xù)油管在拐彎處產(chǎn)生與殘余應(yīng)力相反的作用力，有效減少連續(xù)油管中殘余應(yīng)力。采用這種方法緩解連續(xù)油管形成彎曲應(yīng)力，擴大連續(xù)油管作業(yè)范圍。

在使用非連續(xù)油管對此井進(jìn)行服務(wù)時，非連續(xù)油管作業(yè)時主要由安全接頭，泄油器和扣壓接頭等組成的工作油管。非連續(xù)油管作業(yè)與常規(guī)作業(yè)方式相比，有作業(yè)成本低，作業(yè)效率高，無泄漏，適用井身結(jié)構(gòu)范圍廣等顯著特點。非連續(xù)油管由一節(jié)一節(jié)圓柱管自動連接，連接過程可以實現(xiàn)自動化。非連續(xù)油管注入井和從井中回收的過程中可以對非連續(xù)油管施加旋轉(zhuǎn)力，旋轉(zhuǎn)的非連續(xù)油管能提高進(jìn)入油井最大深度。

附圖說明

圖1為新型鉆井技術(shù)示意圖；

圖2為新型洗井技術(shù)示意圖。

圖中各標(biāo)號，1為轉(zhuǎn)盤，2為鉆桿裝卸設(shè)備，3為水龍頭，4為鉆井馬達(dá)，5為鉆桿箱，6為導(dǎo)軌，7為游動滑車，8為鉆井馬達(dá)調(diào)節(jié)器，9為非連續(xù)油管，10為測井儀器，11為鉆頭，12為卡瓦，13為旋轉(zhuǎn)防噴器，14為水龍帶，15為鉆井泵。

具體實施方法

本發(fā)明提出的新型鉆井技術(shù)技術(shù)，主要用于在現(xiàn)有的油井、氣井、油氣井鉆井作業(yè)，采用無需搭建井架的方式。

下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明新型鉆井設(shè)備包括鉆機自動裝卸鉆桿機構(gòu)，鉆井液循環(huán)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)鉆井機構(gòu)和非連續(xù)油管9機構(gòu)。

自動裝卸鉆桿機構(gòu)包括鉆桿箱5，鉆桿裝卸設(shè)備2，游動滑車7，鉆井馬達(dá)4，鉆井馬達(dá)調(diào)節(jié)器8，導(dǎo)軌6。鉆桿箱5與鉆桿裝卸設(shè)備2固定相連，鉆桿裝卸設(shè)備2安裝在導(dǎo)軌6一側(cè)，導(dǎo)軌6中部與游動滑車7滑動連接，游動滑車7與鉆井馬達(dá)4固定連接，鉆井馬達(dá)4與鉆井馬達(dá)調(diào)節(jié)器8可旋轉(zhuǎn)連接。

鉆井液循環(huán)機構(gòu)包括水龍頭3，水龍帶13，和鉆井泵15。水龍頭3與鉆井馬達(dá)4固定相連，水龍帶14與水龍頭4密封連接，鉆井泵15與水龍帶14固定連接。

旋轉(zhuǎn)鉆井機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤1，卡瓦12，旋轉(zhuǎn)防噴器13和水龍頭3。轉(zhuǎn)盤1與井眼固定連接，卡瓦12與轉(zhuǎn)盤1可拆卸連接，旋轉(zhuǎn)防噴器13與卡瓦12固定安裝，旋轉(zhuǎn)防噴器13與水龍頭3通過鉆桿滑動連接。

非連續(xù)油管9機構(gòu)包括測井儀器10，非連續(xù)油管9，鉆頭11。非連續(xù)油管9與測井儀器10固定連接，測井儀器10與鉆頭11固定連接。

轉(zhuǎn)盤1與井眼固定，由于井下彎曲半徑達(dá)到幾十到上百米且鉆桿下井下的速度比較緩慢，可將轉(zhuǎn)盤1與井眼的弧度可調(diào)節(jié)小至可忽略。

非連續(xù)油管9同樣可以使用自動裝卸鉆桿機構(gòu)完成非連續(xù)油管9連接自動化。

本發(fā)明工作過程如下：

如圖1和圖2所示：以水平井為實施案例，計算兩個全角變化率完成井下豎直和水平定向作業(yè)，將鉆井設(shè)備水平放置在地面進(jìn)行整個鉆井過程。

鉆井：根據(jù)井眼對鉆桿套管直徑的要求，選擇要下入的鉆桿和非連續(xù)油管的規(guī)格。按照所述鉆頭和鉆桿的順序?qū)雍梅胖辆墼O(shè)計好的位置準(zhǔn)備注入井下。鉆桿按照公接頭一致方向擺放在鉆桿箱。將安全卡瓦與放置在井眼轉(zhuǎn)盤連接，開始鉆桿對接前，將安全卡瓦與鉆桿固定連接，將鉆桿卡緊在轉(zhuǎn)盤上。通過控制器，鉆桿裝卸設(shè)備移動到鉆桿箱指定位置，開始夾緊鉆桿移動到游動滑車，游動滑車固定住帶對接鉆桿后，夾緊裝置回到初始位置。游動滑車按照軌道方向前進(jìn)，將鉆桿公母接頭對接在一起，在游動滑車上的鉆井馬達(dá)的作用下將對接好的鉆桿按照計算好的軌跡通過旋轉(zhuǎn)防噴器和轉(zhuǎn)盤，將鉆桿注入井。鉆井馬達(dá)停止工作，游動滑車回到初始位置，對接下一根鉆桿直至完成整個鉆井作業(yè)。完成水平井鉆進(jìn)后，上提鉆桿將鉆頭回收，鉆桿的回收過程是鉆井設(shè)備的反向運行。繼續(xù)上提到旋轉(zhuǎn)防噴器之上時，即可關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器，完鉆。

洗井：在鉆進(jìn)時，鉆井液在井下循環(huán)是與破碎巖石同時進(jìn)行的。將水龍帶與水龍頭連接，鉆井泵工作將鉆井液注入水龍帶經(jīng)過水龍頭將鉆井液注入空心鉆桿，在鉆桿中經(jīng)過旋轉(zhuǎn)防噴器和轉(zhuǎn)盤注入到井下。從鉆桿內(nèi)注入的常規(guī)鉆井液給鉆具提供動力，鉆井液在巖屑形成之前鉆井液攜帶巖屑延新鉆的井筒及時把他們從井底清除，并帶出地面。被攜帶的巖屑在地面上從鉆井液里分離清理出去，不含巖屑的鉆井液再次被鉆井泵抽出注入水龍帶，重復(fù)使用，直到鉆井工作結(jié)束。由于鉆桿，鉆具和鉆井眼中均為常規(guī)鉆井液，可使用鉆井的井下動力鉆具和泥漿脈沖測量系統(tǒng)(mwd)進(jìn)行鉆井作業(yè)和軌跡控制。

測井：采用非連續(xù)油管攜帶測井儀器的方式，測井儀器通過測井電纜進(jìn)入井下，測量記錄并反饋巖層數(shù)據(jù)。將攜帶測井儀器的非連續(xù)油管依次進(jìn)入旋轉(zhuǎn)防噴器，轉(zhuǎn)盤到井眼順著鉆井軌跡進(jìn)入目標(biāo)井段水平井。利用鉆井的鉆桿對接設(shè)備，將鉆桿對接改成非連續(xù)油管對接，將非連續(xù)油管按照同一方向放置，通過鉆桿裝卸設(shè)備完成非連續(xù)油管之間的自動對接，實現(xiàn)非連續(xù)油管連接過程自動化。最后一根非連續(xù)油管與方鉆桿完成自動對接，與轉(zhuǎn)盤，水龍頭形成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。使非連續(xù)油管注入井和從井中回收的過程中可以對非連續(xù)油管施加旋轉(zhuǎn)力，由于旋轉(zhuǎn)改變非連續(xù)油管在井下的摩擦力方向，旋轉(zhuǎn)的非連續(xù)油管能提高進(jìn)入油井最大深度，更好的完成測井作業(yè)。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“安裝”、“連接”、“固定”等均應(yīng)做廣義理解。例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。

雖然本發(fā)明的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。上述實施案例和說明書的描述只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有其他各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明內(nèi)。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。