用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置及其工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置及其工艺方法。
【背景技术】
[0002]煤层气井(层)采用分支井及煤层内钻孔技术是增大煤层解析体积、增加有效渗流面积、提高导流能力的有效手段。目前用于煤层气井分支井钻进和煤层钻孔的工艺均为钻杆旋转钻进或螺杆钻钻进工艺，多采用斜向器等工具使侧孔喷射钻孔，并需要配备较多的地面专用设备和工具，存在设备动用量大，作业工艺复杂，成本高等局限性。
[0003]目前用于煤层气井分支井钻进工艺技术很多。已公开专利CN201020224036.5公开了一种零半径径向钻井开采煤层气的装置，该装置利用高压喷射软管和井下偏心导鞋等工具，高压喷射软管带射流喷嘴通过套管头侧翼口进入软管导向管，再进入井下偏心导鞋的偏心通道内，井下偏心导鞋内的偏心通道提供高压喷射软管从垂直转向水平，利用射流喷嘴进行径向水平方向钻井钻进;然而该工艺方法即具有如前所述局限性。此外，已公开专利CN 2011101234783和已授权专利0吧00910220786.7分别公开了一种超短半径径向高压水射流复式钻井、完井工具及其工艺和一种超短半径径向钻井工具系统，该两项专利的技术方案均是由地面栗输送具有一定压力的液体，经过软管至井下，软管经过斜向器转向后，在地层中利用喷射钻头的高压喷射，进行非旋转的滑动钻进;然而，在钻进过程中，软管在内部液体高压的作用下刚性很强，并且转向器是居中式结构，软管与转向器之间产生的摩阻较大，钻进装置只具备非旋转的滑动钻进功能，所以其通过转向器时存在无法克服摩阻，难以实现长距离滑动钻进的困难;同时，高压喷射滑动钻进需要地面栗提供较高的液压力，因此对地面栗以及管汇的耐压能力要求很高，限制了该技术的应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种直接在煤层气裸眼段或水平段井眼水力喷射钻孔，实现增大煤层解析体积、增加有效渗流面积、提高导流能力的用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置。
[0005]本发明的另一目的是提供了一种使用上述水力喷射钻孔装置进而采用高压射流束在煤层的不同方向及不同深度喷射，钻出多个小直径井眼，适合于煤层气井(层)长缝长洞钻进及能够多层位、同层位多井眼钻进，以增加井眼在煤层气藏中的长度、扩大波及面积、提高煤层气产量。
[0006]为此，本发明技术方案如下:
[0007]—种用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置，包括地面连续油管装置和水力喷射钻孔工具总成;其中:
[0008]地面连续油管装置包括连续油管装置、防喷管、井口控制装置和辅助装置;辅助装置包括储液罐、高压栗和煤肩处理系统;储液罐通过高压栗与连续油管装置内的油管连通；该地面连续油管装置功能是向目的井段提供输送井下喷射钻孔工具，并实现循环通道和进行井口出液控制、压力控制。
[0009]水力喷射钻孔工具总成包括自上而下依次连接的连续油管连接器、安全释放装置、单流阀、转向器和水力喷射头;连续油管连接器连接在连续油管装置底端;转向器为液压式流量控制转向器，通过向连续油管内打压使转向器本体在液压压力推动下弯曲至一定角度实现水力喷射头向井筒侧壁喷射钻孔;该水力喷射钻孔工具总成的功能是对煤层气井沿煤层(段)一定方向钻孔，形成一小直径长井筒，达到扩大流经面积、增大产量等目的。
[0010]具体地，转向器包括转向器本体和设置在转向器本体下方的转向接头，转向器本体和转向接头之间通过弯折机构连接，在转向器本体内自上而下设置有锥度节流嘴、第一垫片、弹簧、第二垫片和推杆;第一垫片和第二垫片中心设有通孔，且第一垫片和第二垫片分别压配并固定在弹簧顶端和底端，推杆一端固定在第二垫片底面上、另一端斜向延伸并固定在转向接头底端对侧内壁上，当通过锥度节流嘴进入转向器内的液压达到一定压力时，推动锥度节流嘴下方的第一垫片压缩弹簧并推动推杆以使转向接头底部受力弯曲成一定角度。
[0011]一种使用上述用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置实现水力喷射钻孔的工艺方法，其包括如下步骤:
[0012]S1、井筒前期作业准备；
[0013]S2、在井口安装地面连续油管装置并试压至合格，将水力喷射钻孔工具总成安装在连续油管装置中连续油管的底端，并利用地面连续油管装置带动水力喷射钻孔工具总成下入井内指定位置；
[0014]S3、启动设置在地面上的高压栗向连续油管内进行打压，通过连续油管传递压力至水力喷射钻孔工具总成，当液压传递至转向器时，在液压作用下转向器弯曲成一定角度，此时水力喷射钻孔工具总成发生弯曲一侧抵靠在井壁上，水力喷射头则抵在对侧井壁上并对准待开孔位置；
[0015]S4、继续打压，具有一定压力的液体经水力喷射头喷嘴向前喷出，高速射流与煤层井壁间产生作用力，喷射钻进钻孔;当开始钻孔后，水力喷射钻孔工具总成发生弯曲一侧因失去井壁的抵靠力而导致液压降低，水力喷射头排量降低，此时，通过连续油管为水力喷射头送进加压钻压钻进，并通过水力喷射头喷嘴形成高速射流束破碎、切割煤地层并钻进形成小直径井眼；
[0016]S5、提放连续油管，使水力喷射钻孔工具总成变换井下深度;重复步骤S3和S4进行第二个至第N个(N>2)个井眼钻进作业。
[0017]与现有技术相比，该用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置结构简单、体积小，使得其在实际井下作业使用过程中所需要钻井液总量较少，成本低;其中，连续油管本身所具有的刚度和挠性，能适应裸眼井工况且井眼井壁稳定;而装置中所使用转向器替代传统的定向造斜器，而采用液压式流量控制转向器，在钻孔作业中不仅无需套管并且可以通过控制液压压力使转向器的转向接头弯折至一定角度，实现水力喷射头抵在井筒侧壁预定位置上进行钻孔作业;此外，从工艺方法角度来说，采用连续油管输送、水力喷射钻孔，相对于传统的煤层气压裂工艺，更有利于在煤(层)中井眼周围地层形成长缝长洞，增大煤层解析体积、增加有效渗流面积、提高导流能力;且使用该工艺方法可以采用清水或低含量KCl溶液作为钻井液进行作业，不会对煤层造成伤害或较低伤害。
[0018]综上所述，采用上述水力喷射钻孔装置及其工艺方法，无须配备较多的地面专用设备和工具，降低了施工成本，且解决了以往依靠斜向器转向的问题；另外，使用高压射流束在煤层的不同方向及不同深度喷射，钻出多个小直径井眼，适合于煤层气井(层)长缝长洞钻进及能够多层位、同层位多井眼钻进，以增加井眼在煤层气藏中的长度、扩大波及面积、提高气产量，对煤层气藏增产具有重要意义。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置未打压时的结构示意图；
[0020]图2为本发明的用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置经行打压时转向器发生转向进行分支井钻进的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
[0022]该用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置，包括地面连续油管装置和水力喷射钻孔工具总成;地面连续油管装置用于向目的井段提供输送井下喷射钻孔工具，并实现循环通道和进行井口出液控制、压力控制；水力喷射钻孔工具总成用于对煤层气井沿煤层(段)一定方向钻孔，形成一小直径长井筒，以达到扩大流经面积、增大产量等目的。
[0023]地面连续油管装置包括连续油管装置、防喷管、井口控制装置和辅助装置;辅助装置包括储液罐