一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统的制作方法

本发明涉及一种油气田增产井下工具，具体涉及一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统。

背景技术：

1、鱼骨刺钻井技术开拓了一种高效、精确、可控连通油气藏的新方式，鱼骨刺分支井则是利用一个主井眼在储层段内钻出多个鱼骨状分支井眼，以裸眼完井方式为主的一项技术，可有效提升油气井与储层的连通性，扩大单井泄油面积，是增加单井产能的有效手段。目前，国内在油气井完井阶段大部分仍然采用固井射孔完井和筛管完井等手段，其初期或后期产量并不理想，采用压裂增产技术、鱼骨刺分支井技术应用为空白。

2、油田完井水力压裂作业会造成地下水污染，压裂过程中含有大量化学添加剂的压裂液注入地下，憋起高压将地层压裂，因而压裂液会污染地下水体，而将油气储层岩石压裂后，油气也有可能会窜到地下水层中，对地下水造成污染，并且水力压裂成本巨大。而在美国、挪威等国的致密灰岩、致密砂岩以及煤层气等领域已经应用鱼骨刺钻井技术，平均增产2～8倍，效果良好，应用的设备是随膨胀坐封器下入到指定位置，坐封后，在液压力的作用下，涡轮带动针管钻头旋转，三分支钻入地层，实现分支管路与主管路的连通，但该设备为一次性使用，下入的挠性管总长度较长，不适合坐封体下入困难的井型，工具无法回收使用，造成单井成本较高。

3、压裂增产等技术手段虽然也能达到增产效果，但存在高成本、长水平段完井、大段水平段尾管固井、裸眼层段分隔完井、水力压裂结果差异大、与产层的连通性不可控及不可测量、水淹、注水单层锥进等缺点,还污染环境。鱼骨刺钻井技术自应用以来增产效果好，各向异性或断层油藏增产效果佳；施工简单可靠，无下套管固井射孔压裂等工序；工期短，费用低，经济性能高，工序少、可取消修井机作业费用；hse风险低，尤其是避免水平井固井合格率低；作业时间少，主要靠减少工序来节省作业时间；所需要的液体体积少，比同条件下增产作业所需液量少；所需高泵压设备少，比压裂、酸压用泵及罐的数量少；可控的地层穿深，进入地层深度小于12m范围可调；满足所需的分层段要求，根据地层分层需要选择下封隔器劳动强度小，靠减少工序降低同样产量下劳动；多种压力环境下有效性高，高压低压环境下均可应用该技术；国外应用的鱼骨刺钻井设备下井后只能使用一次，具有局限性，成本较高。因此，有必要研究一种可重复使用，并且可以高效完成鱼骨刺分支的井下钻孔系统。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中常规压裂污染环境，鱼骨刺钻井设备不可重复使用、成本较大问题，本发明提供一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统。

2、为实现上述目的，本申请提出一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，包括钻孔总成承托架体、外筒总成、连接体、液压往复推拉杆、多个钻头、多个挠性管和多个驱动涡轮，在所述钻孔总成承托架体中设有多个钻头通道，每个钻头与对应的挠性管相连，所述挠性管连接在驱动涡轮上，所述驱动涡轮均位于外筒总成内，所述外筒总成一端与钻孔总成承托架体密封相连，另一端与连接体密封相连，在所述连接体中设有软连轴，液压往复推拉杆通过该软连轴与每个驱动涡轮相连。

3、进一步的，还包括推拉位置测量和控制系统，该系统中设有位于液压往复推拉杆端部的位移传感器。

4、进一步的，所述外筒总成为多个驱动涡轮提供向前旋转钻进的通道。

5、进一步的，多个钻头通道在钻孔总成承托架体中呈一定角度，该角度根据不同的井矿进行设定。

6、进一步的，每个钻头上均匀分布有多条冠部抛物线，相邻两条冠部抛物线之间设有沟槽。

7、更进一步的，每个挠性管均包括芯轴和外管，两者之间的环隙作为流体通道。

8、更进一步的，每个挠性钻管直径≤φ30mm。

9、更进一步的，所述驱动涡轮在循环钻井液驱动的作用下，带动对应的挠性管以及钻头旋转。

10、更进一步的，所述驱动涡轮在循环钻井液截流及液压往复推拉杆的作用下，带动对应的挠性管以及钻头向前推进或后退。

11、更进一步的，所述钻头、挠性管钻进钻孔总成承托架体时，分别通过动密封圈进行密封。

12、作为更进一步的，所述推拉位置测量和控制系统中还设有与液压往复推拉杆相连的控制器。

13、作为更进一步的，所述位移传感器采集的数据通过线缆传输至地面参数采集设备中。

14、本发明采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：本发明提供的一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，很好的解决了挠性管在钻完孔以后不能重复使用的问题，实现单支工具多次重复使用。井下鱼骨刺分支钻孔深度测量采集及控制技术的应用实现了边钻进边采集，并且使钻孔有控制地实施。通过采集位置数据，保证挠性管和钻头恢复到位使其可以回收再利用，然后该系统上提或下放变换在主井眼位置，重新开展鱼骨刺分支孔的钻孔作业。与现有一次性多分支增产技术相比，本发明在回收重复使用技术、多分支定位测量和控制方面取得重大技术创新。单井节省由于一次性多分支完井带来的较高成本，具有显著的经济效益，并且还具有安装简单、重量轻、长度适宜、无使用局限性的优点。

技术特征：

1.一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，包括钻孔总成承托架体、外筒总成、连接体、液压往复推拉杆、多个钻头、多个挠性管和多个驱动涡轮，在所述钻孔总成承托架体中设有多个钻头通道，每个钻头与对应的挠性管相连，所述挠性管连接在驱动涡轮上，所述驱动涡轮均位于外筒总成内，所述外筒总成一端与钻孔总成承托架体密封相连，另一端与连接体密封相连，在所述连接体中设有软连轴，液压往复推拉杆通过该软连轴与每个驱动涡轮相连。

2.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，还包括推拉位置测量和控制系统，该系统中设有位于液压往复推拉杆端部的位移传感器。

3.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述外筒总成为多个驱动涡轮提供向前旋转钻进的通道。

4.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，多个钻头通道在钻孔总成承托架体中呈一定角度，该角度根据不同的井矿进行设定。

5.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，每个钻头上均匀分布有多条冠部抛物线，相邻两条冠部抛物线之间设有沟槽。

6.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，每个挠性管均包括芯轴和外管，两者之间的环隙作为流体通道。

7.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，每个挠性钻管直径≤φ30mm。

8.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述驱动涡轮在循环钻井液驱动的作用下，带动对应的挠性管以及钻头旋转。

9.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述驱动涡轮在循环钻井液截流及液压往复推拉杆的作用下，带动对应的挠性管以及钻头向前推进或后退。

10.根据权利要求1所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述钻头、挠性管钻进钻孔总成承托架体时，分别通过动密封圈进行密封。

11.根据权利要求2所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述推拉位置测量和控制系统中还设有与液压往复推拉杆相连的控制器。

12.根据权利要求2所述一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，其特征在于，所述位移传感器采集的数据通过线缆传输至地面参数采集设备中。

技术总结
本发明公开了一种可重复使用的鱼骨刺型多分支钻孔系统，包括钻孔总成承托架体、外筒总成、连接体、液压往复推拉杆、多个钻头、多个挠性管和多个驱动涡轮，在所述钻孔总成承托架体中设有多个钻头通道，每个钻头与对应的挠性管相连，所述挠性管连接在驱动涡轮上，所述驱动涡轮均位于外筒总成内，所述外筒总成一端与钻孔总成承托架体密封相连，另一端与连接体密封相连，在所述连接体中设有软连轴，液压往复推拉杆通过该软连轴与每个驱动涡轮相连。本系统很好的解决了挠性管在钻完孔以后不能重复使用的问题，实现单支工具多次重复使用，且具有安装简单、重量轻、长度适宜、无使用局限性的优点。

技术研发人员：陈勋,佟德水,刘明涛,王文明,黄志强,王俊英,赵亮,赵景春,金佳毅,李晗丽
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13