一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣管道水平定向鉆穿越及油氣鉆采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，硬巖地層水平定向鉆穿越通常使用旋轉(zhuǎn)切削的單一破巖方式進(jìn)行鉆進(jìn)，主要利用鉆機(jī)提供推力，使用螺桿鉆具自身提供的扭矩和轉(zhuǎn)速，配合牙輪鉆頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。
[0003]但在水平定向鉆穿越過(guò)程中遇到堅(jiān)硬的巖層時(shí)，由于鉆進(jìn)鉆頭端鉆壓較低，鉆頭前端無(wú)法切入巖層，導(dǎo)致鉆進(jìn)效率很低，施工周期長(zhǎng)，鉆進(jìn)成本高；同時(shí)由于鉆頭前端無(wú)法切入巖層，鉆頭存在二次磨損，縮短了鉆頭的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法及系統(tǒng)，應(yīng)用在硬巖地層水平定向鉆穿越導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)程中，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過(guò)高頻沖擊使得巖石裂紋擴(kuò)展，解決鉆頭端鉆壓低的問(wèn)題，提高了旋轉(zhuǎn)切削的效率。
[0005]一方面，本申請(qǐng)通過(guò)本申請(qǐng)的一實(shí)施例提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，包括:
[0007]將水平定向鉆鉆機(jī)布置到待穿越巖體一側(cè)的預(yù)設(shè)位置；
[0008]安裝泥漿泵、動(dòng)力站、泥漿罐；其中，所述泥漿罐內(nèi)存儲(chǔ)有泥漿，所述泥漿泵通過(guò)管路與所述泥漿罐、以及所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管連接，所述動(dòng)力站與所述泥漿泵連接；
[0009]將鉆桿、無(wú)磁鉆挺、螺桿馬達(dá)、水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具、以及牙輪鉆頭依次串聯(lián)，其中，所述鉆桿的后端與所述水平定向鉆鉆機(jī)連接，所述牙輪鉆頭的前端正對(duì)所述待穿越巖體；
[0010]啟動(dòng)所述泥漿泵；其中，在所述泥漿泵啟動(dòng)后，所述泥漿泵將所述泥漿從所述泥漿罐內(nèi)抽出并注入到所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管內(nèi)，再依次經(jīng)過(guò)所述鉆桿、所述無(wú)磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭作用于所述待穿越巖體；且所述泥漿通過(guò)所述螺桿馬達(dá)帶動(dòng)所述牙輪鉆頭旋轉(zhuǎn)，以對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，所述泥漿通過(guò)所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具帶動(dòng)所述牙輪鉆頭對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖。
[0011]優(yōu)選地，所述將水平定向鉆鉆機(jī)布置到待穿越巖體一側(cè)的預(yù)設(shè)位置，包括:
[0012]根據(jù)設(shè)計(jì)穿越曲線深度、以及所述待穿越巖體兩側(cè)的參數(shù)信息，確定所述水平定向鉆鉆機(jī)到所述待穿越巖體的距離；
[0013]基于所述水平定向鉆鉆機(jī)到所述待穿越巖體的距離，調(diào)整所述水平定向鉆鉆機(jī)的位置至所述預(yù)設(shè)位置，并保持所述水平定向鉆鉆機(jī)的機(jī)位放置位平整。
[0014]優(yōu)選地，所述啟動(dòng)所述泥漿泵之前，還包括:
[0015]在所述待穿越巖體的入口處配置泥漿池，其中，所述泥漿池用于在所述牙輪鉆頭對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過(guò)程中，收集從所述待穿越巖體的入口流出的泥漿。
[0016]優(yōu)選地，所述啟動(dòng)所述泥漿泵之前，還包括:
[0017]在所述泥漿池的第一范圍內(nèi)安裝泥漿凈化系統(tǒng)，其中，所述泥漿凈化系統(tǒng)用于將所述泥漿池內(nèi)的泥漿進(jìn)行過(guò)濾，并將過(guò)濾獲得的所述泥漿注入到所述泥漿罐內(nèi)。
[0018]另一方面，本申請(qǐng)通過(guò)本申請(qǐng)的一實(shí)施例，提供如下技術(shù)方案:
[0019]一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，包括:
[0020]水平定向鉆鉆機(jī)，布置在待穿越巖體一側(cè)；
[0021]鉆桿、無(wú)磁鉆挺、螺桿馬達(dá)、水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、牙輪鉆頭；其中，所述鉆桿、所述無(wú)磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭依次串聯(lián)，所述鉆桿的后端與所述水平定向鉆鉆機(jī)連接，所述牙輪鉆頭的前端正對(duì)所述待穿越巖體，所述水平定向鉆鉆機(jī)用于向所述鉆桿提供推力、扭矩和轉(zhuǎn)速；
[0022]泥漿罐，用于存儲(chǔ)泥漿；
[0023]泥漿泵，通過(guò)管路與所述泥漿罐、以及所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管連接；其中，在所述泥漿泵啟動(dòng)后，所述泥漿泵將所述泥漿從所述泥漿罐內(nèi)抽出并注入到所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管內(nèi)，再依次經(jīng)過(guò)所述鉆桿、所述無(wú)磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭作用于所述待穿越巖體；且所述泥漿通過(guò)所述螺桿馬達(dá)帶動(dòng)所述牙輪鉆頭旋轉(zhuǎn)，以對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，所述泥漿通過(guò)所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具帶動(dòng)所述牙輪鉆頭對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖。
[0024]優(yōu)選地，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0025]動(dòng)力站，與所述泥漿泵連接，用于向所述泥漿泵提供動(dòng)力源。
[0026]優(yōu)選地，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0027]泥漿池，配置在所述待穿越巖體的入口處，用于在所述牙輪鉆頭對(duì)所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過(guò)程中，收集從所述待穿越巖體的入口流出的泥漿。
[0028]優(yōu)選地，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0029]泥漿處理系統(tǒng)，與所述泥漿池和所述泥漿罐連接，用于將所述泥漿池內(nèi)的泥漿進(jìn)行過(guò)濾，并將過(guò)濾后的泥漿注入到所述泥漿罐內(nèi)。
[0030]優(yōu)選地，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0031]地錨，固定在地面上，且位于所述水平定向鉆鉆機(jī)與所述待穿越巖體的入口之間，所述鉆桿穿過(guò)所述地錨，所述地錨用于固定所述鉆桿。
[0032]優(yōu)選地，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0033]控制室，與所述水平定向鉆鉆機(jī)、以及所述泥漿泵連接，用于控制所述水平定向鉆鉆機(jī)輸出的推力的大小、扭矩的大小、轉(zhuǎn)速的大小，以及控制所述泥漿泵的泵壓大小。
[0034]本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0035]近年來(lái)在大型油氣管道穿越工程中，硬巖地層穿越項(xiàng)目不斷增長(zhǎng)，為了提高鉆進(jìn)效率、縮短工期、降低工程成本和事故，急需對(duì)原有鉆進(jìn)工藝進(jìn)行革新。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過(guò)水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對(duì)巖石進(jìn)行高頻沖擊，使得巖石裂紋擴(kuò)展，提高了旋轉(zhuǎn)切削的效率；同時(shí)通過(guò)水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對(duì)巖石進(jìn)行高頻沖擊，還可以提高鉆頭(即:牙輪鉆頭)前端正壓力，解決長(zhǎng)距離鉆進(jìn)鉆頭端鉆壓低的問(wèn)題，提供了足夠的鉆壓，使得鉆頭前端能夠切入巖層，減少鉆頭的二次磨損，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命；水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具所提供的沖力直接作用于鉆頭來(lái)沖擊巖石，可大大提高回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的切削能力，保證鉆進(jìn)巖層的鉆進(jìn)效率，縮短施工周期，降低鉆進(jìn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0036]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例中水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法的流程圖；
[0038]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例中水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)的場(chǎng)地平面布置圖；
[0039]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備布置效果圖；
[0040]標(biāo)記說(shuō)明:1-水平定向鉆鉆機(jī)、2-管路、3-泥楽泵、4_動(dòng)力站、5_鉆桿、6_地銷(xiāo)、
7-控向室、8-無(wú)磁鉆挺、9-螺桿馬達(dá)、10-泥漿罐、11-水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、12-牙輪鉆頭、13-泥漿池、14-泥漿處理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)