U型井系統(tǒng)及其鉆井方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣抽采技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種U型井系統(tǒng)及其鉆井方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在對(duì)煤礦中兩層煤的煤層氣進(jìn)行抽采時(shí)，通常采用的地面與井下連通抽排方法為:遠(yuǎn)端U型對(duì)接連通井(直井和水平井連通)，其中水平段均不進(jìn)行壓裂。由于水平段均不壓裂，排采受煤層的自然條件限制大，排采的控制面積有限，排采量難以得到提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種U型井系統(tǒng)及其鉆井方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的煤層氣排采的控制面積有限，排采量難以得到提高的問(wèn)題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種U型井系統(tǒng)，包括:直井；水平井，具有豎直井段、水平井段以及連接在豎直井段和水平井段之間的過(guò)渡井段，水平井段遠(yuǎn)離過(guò)渡井段的一端與直井連通，水平井還包括斜向分支井段，斜向分支井段的一端連接在水平井段上。
[0005]進(jìn)一步地，斜向分支井段為多個(gè)。
[0006]進(jìn)一步地，多個(gè)斜向分支井段與水平井段均位于同一水平面內(nèi)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種U型井系統(tǒng)的鉆井方法，依次包括以下步驟:
[0008]步驟SlO:豎直向下鉆進(jìn)至煤層內(nèi)或鉆通煤層形成直井；
[0009]步驟S20:豎直向下鉆進(jìn)至煤層上方形成水平井的豎直井段；
[0010]步驟S30:在豎直井段的下端進(jìn)行定向造斜，并鉆至煤層內(nèi)形成過(guò)渡井段；
[0011]步驟S40:在過(guò)渡井段遠(yuǎn)離豎直井段的一端進(jìn)行水平鉆進(jìn)形成第一水平井段；
[0012]步驟S50:在第一水平井段遠(yuǎn)離過(guò)渡井段的一端通過(guò)鉆具進(jìn)行斜向鉆進(jìn)形成第一斜向分支井段；
[0013]步驟S60:回拖鉆具使其移動(dòng)至第一水平井段內(nèi)；
[0014]步驟S70:繼續(xù)進(jìn)行水平鉆進(jìn)形成第二水平井段，并且使第二水平井段與直井連通；
[0015]步驟S80:得到U型井系統(tǒng)。
[0016]進(jìn)一步地，步驟S60還包括:使鉆具在第一水平井段內(nèi)沿朝向過(guò)渡井段的方向移動(dòng)預(yù)定距離，通過(guò)鉆具進(jìn)行斜向鉆進(jìn)形成第二斜向分支井段。
[0017]進(jìn)一步地，在步驟S60和步驟S70之間還包括:步驟S61:重復(fù)步驟S60形成多個(gè)第二斜向分支井段，回拖鉆具使其移動(dòng)至第一水平井段內(nèi)。
[0018]進(jìn)一步地，在步驟SlO和步驟S20之間還包括:步驟Sll:在煤層內(nèi)擴(kuò)孔形成連通腔體；步驟S70還包括:使第二水平井段與連通腔體連通。
[0019]進(jìn)一步地，在步驟S70和步驟S80之間還包括:步驟S71:在第一水平井段和第二水平井段內(nèi)設(shè)置篩管。
[0020]進(jìn)一步地，步驟Sll還包括:獲得連通腔體處的位置信息。
[0021 ] 進(jìn)一步地，第一水平井段位于煤層的中上部。
[0022]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在水平井的水平井段上設(shè)置斜向分支井段。上述斜向分支井段位于在水平井周?chē)拿簩又?，可以有效地?cái)U(kuò)大U型井系統(tǒng)與煤層的接觸面積，提高煤層氣的排采量，排采效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0023]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的U型井系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的U型井系統(tǒng)的鉆井方法的實(shí)施例的流程示意圖。
[0026]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0027]10、直井；20、水平井；21、豎直井段；22、水平井段；221、第一水平井段；222、第二水平井段；23、過(guò)渡井段；24、斜向分支井段；241、第一斜向分支井段；242、第二斜向分支井段；30、煤層；40、連通腔體；50、篩管。
【具體實(shí)施方式】
[0028]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例的U型井系統(tǒng)用于抽采煤礦的單層煤的煤層氣。該U型井系統(tǒng)包括直井10和水平井20。其中，水平井20具有豎直井段21、水平井段22以及連接在豎直井段21和水平井段22之間的過(guò)渡井段23。水平井段22遠(yuǎn)離過(guò)渡井段23的一端與直井10連通。水平井20還包括兩個(gè)斜向分支井段24。上述斜向分支井段24的一端連接在水平井段22上。上述兩個(gè)斜向分支井段24與水平井段22均處于同一水平面內(nèi)。
[0030]應(yīng)用本實(shí)施例的U型井系統(tǒng)，在水平井20的水平井段22上設(shè)置斜向分支井段24。上述斜向分支井段24位于在水平井20周?chē)拿簩?0中，可以有效地?cái)U(kuò)大U型井系統(tǒng)與煤層30的接觸面積，提高煤層氣的排采量，排采效果更好。
[0031]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，水平井20包括兩個(gè)斜向分支井段24，當(dāng)然，斜向分支井段24的數(shù)量不限于此，在圖中未示出的其他實(shí)施方式中，斜向分支井段24可以根據(jù)需要設(shè)置為其他數(shù)量。
[0032]如圖1所示，在本實(shí)施例的U型井系統(tǒng)中，兩個(gè)斜向分支井段24與水平井段22位于同一水平面內(nèi)。上述結(jié)構(gòu)可以同時(shí)增大與水平井20上下兩側(cè)的煤層30的接觸面積，使排采效果更好。當(dāng)然，斜向分支井段24的設(shè)置方向不限于此，在圖中未示出的其他實(shí)施方式中，斜向分支井段24也可以與水平井段22設(shè)置為其他角度。
[0033]本申請(qǐng)還提供了一種U型井系統(tǒng)的鉆井方法。本實(shí)施例的鉆井方法用于鉆進(jìn)上述U型井系統(tǒng)。具體地，如圖1和圖2所示，上述鉆井方法依次包括以下步驟:
[0034]步驟SlO:豎直向下鉆通煤層30形成直井10 ；
[0035]步驟Sll:在煤層30內(nèi)擴(kuò)孔形成連通腔體40，并且獲得連通腔體40處的位置信息;
[0036]步驟S20:豎直向下鉆進(jìn)至煤層30上方形成水平井20的豎直井段21 ；
[0037]步驟S30:在豎直井段21的下端進(jìn)行定向造斜，并鉆至煤層30內(nèi)形成過(guò)渡井段23 ；
[0038]步驟S40:在過(guò)渡井段23遠(yuǎn)離豎直井段21的一端進(jìn)行水平鉆進(jìn)形成第一水平井段 221 ;
[0039]步驟S50:在第一水平井段221遠(yuǎn)離過(guò)渡井段23的一端通過(guò)鉆具進(jìn)行斜向鉆進(jìn)形成第一斜向分支井段241 ；
[0040]步驟S60:回拖鉆具使其移動(dòng)至第一水平井段221內(nèi)，使鉆具在第一水平井段221內(nèi)沿朝向過(guò)渡井段23的方向移動(dòng)預(yù)定距離，通過(guò)鉆具進(jìn)行斜向鉆進(jìn)形成第二斜向分支井段 242 ;
[0041]步驟S61:回拖鉆具使其移動(dòng)至第一水平井段221內(nèi)；
[0042]步驟S70:繼續(xù)進(jìn)行水平鉆進(jìn)形成第二水平井段222，并且使第二水平井段222與連通腔體40連通；
[0043]步驟S71:在第一水平井段221和第二水平井段222內(nèi)設(shè)置篩管50 ;
[0044]步驟S80:得到U型井系統(tǒng)。
[0045]如圖2所示，在本實(shí)施例的鉆井方法中，在進(jìn)行步驟SlO之前，首先根據(jù)需要開(kāi)掘的坑道的地面巖移角確定直井10的井口在地面上的位置。再利用鉆機(jī)在地面施工進(jìn)行步驟S10，即將鉆機(jī)的鉆頭豎直向下鉆通煤層30(煤層30以下60米左右)，形成直井10。
[0046]如圖1和圖2所示，在本實(shí)施例的鉆井方法中，在進(jìn)行步驟Sll時(shí)，可以先在直井10中下入套管，再沿著上述直井10下入擴(kuò)孔鉆頭(直徑大于500毫米)，在煤層30內(nèi)擴(kuò)孔形成連通腔體40，并且下入測(cè)量?jī)x器測(cè)量出連通腔體4