鉆進(jìn)方法及系統(tǒng)，主要使用在硬巖地層水平定向鉆穿越導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過程中，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過高頻沖擊使得巖石裂紋擴(kuò)展，解決鉆頭端鉆壓低的問題，提高了旋轉(zhuǎn)切削的效率。
[0042]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0043]實(shí)施例一
[0044]本實(shí)施例提供了一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，適用于硬巖地層水平定向鉆導(dǎo)向孔穿越工程，如圖1?3所示，所述方法包括:
[0045]步驟SlOl:將水平定向鉆鉆機(jī)I布置到待穿越巖體一側(cè)的預(yù)設(shè)位置。
[0046]在具體實(shí)施過程中，進(jìn)入施工現(xiàn)場后，根據(jù)設(shè)計(jì)穿越曲線深度、以及待穿越巖體兩側(cè)的具體情況的參數(shù)信息，確定水平定向鉆鉆機(jī)I到待穿越巖體的距離，基于水平定向鉆鉆機(jī)I到待穿越巖體的距離，調(diào)整水平定向鉆鉆機(jī)I的位置至預(yù)設(shè)位置，并保持水平定向鉆鉆機(jī)I的機(jī)位放置位平整。
[0047]步驟S102:安裝泥漿泵3、動力站4、泥漿罐10 ;其中，泥漿罐10內(nèi)存儲有泥漿，泥漿泵3通過管路與泥漿罐10、以及水平定向鉆鉆機(jī)I的動力頭泥漿管連接，動力站4與泥漿泵3連接，動力站4用于向泥漿泵3提供動力源。
[0048]步驟S103:在待穿越巖體的入口處配置泥漿池13 (即:在待穿越巖體的入口處開挖泥漿池13)，其中，泥漿池13用于在牙輪鉆頭12對待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過程中，收集從待穿越巖體的入口流出的泥漿。
[0049]步驟S104:在泥漿池13的第一范圍內(nèi)安裝泥漿凈化系統(tǒng)14(即:在泥漿池13附近安裝泥漿凈化系統(tǒng)14)，其中，漿凈化系統(tǒng)14與泥漿池13和泥漿罐10連接，泥漿凈化系統(tǒng)14用于將泥漿13池內(nèi)的泥漿進(jìn)行過濾，并將過濾后的泥漿注入到泥漿罐10內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)泥漿的回收再利用。
[0050]步驟S105:將鉆桿5、無磁鉆挺8、螺桿馬達(dá)9、水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11、以及牙輪鉆頭12依次串聯(lián)安裝，其中，鉆桿5的后端與水平定向鉆鉆機(jī)I連接，牙輪鉆頭12的前端正對待穿越巖體。
[0051]在具體實(shí)施過程中，將鉆頭12連接于水平定向鉆穿越液動沖擊鉆具11，通過液壓吊桿或吊車將鉆桿5吊上鉆臺，并固定在水平定向鉆鉆機(jī)I的活動卡盤上，水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11前端和牙輪鉆頭12連接后端與螺桿馬達(dá)9連接，再依次連接無磁鉆挺8、鉆桿5。
[0052]步驟S106:啟動泥漿泵3。
[0053]在具體實(shí)施過程中，在啟動泥漿泵3后，泥漿泵3將配好的泥漿從泥漿罐10打入到水平定向鉆鉆機(jī)I的動力頭泥漿管，再依次經(jīng)過，鉆桿5、無磁鉆挺8、螺桿馬達(dá)9、水平定向鉆液動沖擊鉆具11、鉆頭12作用于巖石面。泥漿通過螺桿馬達(dá)9，帶動牙輪鉆頭12旋轉(zhuǎn)，泥漿通過水平定向鉆液動沖擊鉆具11帶動牙輪鉆頭12沖擊。牙輪鉆頭12邊沖擊邊旋轉(zhuǎn)，通過沖擊降低巖石強(qiáng)度，而通過旋切來破碎降低強(qiáng)度后的巖石，以此提高硬巖地層水平定向鉆導(dǎo)向孔穿越快速鉆進(jìn)的目的。
[0054]在具體實(shí)施過程中，操作人員可以在控制室7內(nèi)啟動泥漿泵3。
[0055]在具體實(shí)施過程中，在油氣管道水平定向鉆導(dǎo)向孔穿越過程中，使用提供推力、扭矩和轉(zhuǎn)速的水平定向鉆鉆機(jī)1，提供破巖扭矩與轉(zhuǎn)速的螺桿馬達(dá)8與提供沖擊力的水平定向鉆液動沖擊鉆具11帶動牙輪鉆頭12來對硬巖地層進(jìn)行水平定向鉆穿越導(dǎo)向孔鉆進(jìn)。
[0056]在具體實(shí)施過程中，采用鉆柱連接技術(shù)，主要是使用水平定向鉆鉆機(jī)I與鉆桿5連接，鉆桿5與無磁鉆鋌8連接，其中，無磁鉆鋌8內(nèi)含有隨鉆測量系統(tǒng)控制定向鉆穿越軌跡，然后連接水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11，以此提供水平定向鉆碎巖沖擊力，保證巖石的破巖效果，最終將螺桿鉆具提供的扭矩、轉(zhuǎn)速和沖擊鉆具提供的沖擊力共同作用與鉆頭，以此來破碎巖石，達(dá)到水平定向鉆鉆進(jìn)效果。
[0057]在具體實(shí)施過程中，使用泥漿泵3，使得泥漿通過鉆桿5內(nèi)腔到達(dá)水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11，利用水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11內(nèi)的活塞來保證內(nèi)部沖錘的高頻往復(fù)運(yùn)動，從而達(dá)到?jīng)_擊破巖效果。
[0058]上述本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0059]在本申請實(shí)施例中，在所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法中，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(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)通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(jìn)行高頻沖擊，還可以提高鉆頭(即:牙輪鉆頭)前端正壓力，解決長距離鉆進(jìn)鉆頭端鉆壓低的問題，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。
[0060]實(shí)施例二
[0061]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本實(shí)施例提供了一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，如圖2?3所示，包括:
[0062]水平定向鉆鉆機(jī)I，布置在待穿越巖體一側(cè)；
[0063]鉆桿5、無磁鉆挺8、螺桿馬達(dá)9、水平定向鉆液動沖擊鉆具11、牙輪鉆頭12 ;其中，鉆桿5、無磁鉆挺8、螺桿馬達(dá)9、水平定向鉆液動沖擊鉆具11、以及牙輪鉆頭12依次串聯(lián)，鉆桿5的后端與水平定向鉆鉆機(jī)I連接，牙輪鉆頭12的前端正對待穿越巖體，水平定向鉆鉆機(jī)I用于向鉆桿5提供推力、扭矩和轉(zhuǎn)速；
[0064]泥漿罐10，用于存儲泥漿；
[0065]泥漿泵3，通過管路2與泥漿罐10、以及水平定向鉆鉆機(jī)I的動力頭泥漿管連接；其中，在泥漿泵3啟動后，泥漿泵3將泥漿從泥漿罐10內(nèi)抽出并注入到水平定向鉆鉆機(jī)I的動力頭泥漿管內(nèi)，再依次經(jīng)過鉆桿5、無磁鉆挺8、螺桿馬達(dá)9、液動沖擊鉆具、以及牙輪鉆頭12作用于待穿越巖體；且泥漿通過螺桿馬達(dá)9帶動牙輪鉆頭12旋轉(zhuǎn)，以對待穿越巖體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，泥漿通過水平定向鉆液動沖擊鉆具11帶動牙輪鉆頭12對待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖。
[0066]進(jìn)一步，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0067]動力站4，與泥漿泵3連接，用于向泥漿泵3提供動力源。
[0068]進(jìn)一步，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0069]泥漿池13，配置在待穿越巖體的入口處，用于在牙輪鉆頭12對待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過程中，收集從待穿越巖體的入口流出的泥漿。
[0070]進(jìn)一步，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0071]泥漿處理系統(tǒng)14，與泥漿池13和泥漿罐10連接，用于將泥漿池13內(nèi)的泥漿進(jìn)行過濾，并將過濾后的泥漿注入到泥漿罐10內(nèi)。
[0072]進(jìn)一步，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0073]地錨6，固定在地面上，且位于水平定向鉆鉆機(jī)I與待穿越巖體的入口之間，鉆桿5穿過地錨，地錨6用于固定鉆桿5。
[0074]進(jìn)一步，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括:
[0075]控制室7，與水平定向鉆鉆機(jī)1、以及泥漿泵3連接，用于控制水平定向鉆鉆機(jī)I輸出的推力的大小、扭矩的大小、轉(zhuǎn)速的大小，以及控制泥漿泵3的泵壓大小。
[0076]在具體實(shí)施過程中，在油氣管道水平定向鉆穿越過程中，使用提供扭矩和轉(zhuǎn)速的水平定向鉆鉆機(jī)I與提供沖擊力的水平定向鉆液動沖擊鉆具11帶動牙輪鉆頭12來對硬巖地層進(jìn)行水平定向鉆穿越導(dǎo)向孔鉆進(jìn)。
[0077]在具體實(shí)施過程中，采用鉆柱連接技術(shù)，主要是使用水平定向鉆鉆機(jī)I與鉆桿5連接，鉆桿5與無磁鉆鋌8連接，其中