[发明专利]前置式可弯曲液驱动钻井装置及使用方法

说明书

本发明提供一套前置式可弯曲液驱动钻井装置及使用方法通过所含主要部件井下自动找平可取式导向器、超短液驱动钻具和可自动定向弯曲短节的有效结合，能在油层或近油层钻完成井深超过50m的超小半径定向井，所钻完成的超小半径定向井井眼能有效与油层连通，对老井剩余油开采以及事故井恢复产能有很好的作业意义，其液驱动系统的前置可弯曲设计能有效地杜绝断落钻具事故的发生，也是该套装置所涉含技术创新的核心。该装置能与各种石油管具配套，采用小型作业修井设备就能完成作业，如果与连续油管作业车配套施工，将更便捷高效，其所突出的低作业成本及所具有的可靠的多功能性能具有非常好的普及和推广意义。

技术领域

本发明属于地下能源开采领域，涉及一种前置式可弯曲液驱动钻井装置及使用方法。

背景技术

地下能源的开采，需要借助钻井装置才能钻探到目的开发层位，早期由于受钻井配套技术的制约，只能通过钻直井来实现求产，后来技术提升后才逐渐开始钻斜井，有了井下液驱动钻具和钻井随钻仪器的配合，在仪器的指导下，慢慢发展到能钻成大位移水平定向井，由于直井是垂直穿过油层，油层多厚，其与油层的接触面积就多厚；而斜井是斜着钻过油层，同一油层斜边自然比直边长，那么其与油层的接触面积就大于直井；而定向水平井的水平井段，是进入油层后水平型钻成的，其与油层的接触面积又远远大于斜井，是目前单井产量最高的钻井技术，所以发展定向水平井钻井技术是最科学先进的。我国各大油田都钻了大量的直井，经过开采每口油井由于受储层能量下降和空隙度差异影响，只能实现不到40％的采收率，虽然井下还有近60％的剩余油，但开采难度却是前期的N倍。很多已经油水同层，高压注水驱油的效果越来越差，成本反而在不断上升，由于注水所引发的水流流动力学特征，有一部分原油会被高压水流挤向某个方位，完成聚集就形成一个剩余油小区块，针对这样的小区块如果采用超小半径定向井钻井技术直接在油层钻达将是最经济的。目前由于受井下液驱动钻具长度的限制，针对这样的剩余油小区块只能采用常规的Φ118mm钻头钻进，所钻成的井眼曲率半径在120m左右，有很大的一段钻井进尺在油层外面，无形中增加了钻井难度和成本，其唯一的优点是能实现定向钻井；也有用井下液驱动钻具下部连接柔性钻具实施无定向功能的超小半径钻井作业，但由于动力在上部带着下面近50m的柔性钻具旋转，井眼轨迹无法控制，扭曲的井眼对柔性钻具的磨阻就大，容易造成某几个销钉过度受力疲劳而断裂掉钻具，钻具一旦断井里，后期打捞难度非常大，所以只能弃井，由于钻井作业风险太大，自然制约其普及和推广。然而超小半径具有定向功能的钻井技术对提高采收率意义非常重大，针对剩余油挖潜、引导压裂裂缝走向、事故井精准低成本换井底、事故水平井改造扶躺等治理措施是最经济有效的。如果能研究出外径小于90mm的前置可弯曲的井下液驱动钻具并具有定向功能，那么其实际应用价值就更大。由其在前面带着前端柔性钻具装置实施定向钻井，就能有效解决井眼轨迹不规则问题，从而能极大地提高超小半径定向钻井作业的可靠性和安全性。目前大都还把研究重点放在如何提高销钉的抗扭强度上，对如何从原理、结构上把井下液驱动钻具前置化、集成化并能与可自动定向弯曲短节相配合构成具有定向功能的超小半径定向钻井技术的研究还进行的很少，未见公开报道。

发明内容

本发明的目的是为了获得液驱动钻具旋转做功部前置并带有能自动定向弯曲的井下新型钻井作业装置，所实现的技术性能在非常规钻井作业领域具有很好的实际应用性，前置并能实现可自动定向弯曲的创新设计，有利于推动超小半径可定向钻井技术向更高、更广的实际应用领域拓展，提供一套前置式可弯曲液驱动钻井装置及使用方法。

本发明的技术方案是这样实现的，一种前置式可弯曲液驱动钻井装置及使用方法，其特点是，它由井下自动找平可取式导向器、超短液驱动钻具、可自动定向弯曲短节3个主要核心部件、钻杆短节、无接箍钻杆、钻头、传动轴和多级专用封井器组成：

a)井下自动找平可取式导向器主要由液压丢手、丢手活塞、悬挂键、导向器外筒、找平对接机构、坐封机构、机械液压混合作用丢手、导向斜铁、下部对接内凹槽、带中孔插挂件及导向斜铁上所设母对接口构成；