[发明专利]一种水平定向取芯钻孔保直与纠斜钻具及钻孔方法

权利要求书

1.一种水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，该方法采用水平定向取芯钻孔保直与纠斜钻具进行钻孔，所述水平定向取芯钻孔保直与纠斜钻具包括取芯钻头(1)、取芯外管(2)、绳索取芯钻杆(3)、扶正器(4)、岩心管(5)、弯螺杆(6)、无磁钻杆(7)、第一接头(8)、第二接头(9)、水便(10)和用于测量孔斜的测量单元(15)；

所述的取芯钻头(1)、扶正器(4)、取芯外管(2)、扶正器(4)、绳索取芯钻杆(3)和水便(10)依次连接形成保直钻具(16)；

所述的取芯钻头(1)、扶正器(4)、岩心管(5)、弯螺杆(6)、第一接头(8)、扶正器(4)、无磁钻杆(7)、第二接头(9)、绳索取芯钻杆(3)和水便(10)依次连接形成孔底纠斜钻具(17)；所述的测量单元(15)设置在无磁钻杆(7)的内部；

所述钻孔方法包括以下步骤：

步骤1，水平孔开孔后，使用保直钻具(16)，采用绳索取芯工艺进行取芯钻进；

步骤2，钻进50～80米或钻遇易斜地层后提钻，测量孔底顶角、方位及工具面角；

若孔底顶角、方位及工具面角均超出目标轨迹对应点顶角、方位及工具面角5°时，进行步骤3；

若孔底顶角、方位及工具面角均未超出目标轨迹对应点顶角、方位及工具面角5°时，重复步骤1至步骤2；

步骤3，将保直钻具(16)提出，下入孔底纠斜钻具(17)，进行取芯钻进，待岩心管(5)充满后提钻，测量纠斜后的孔底顶角、方位及工具面角；

若孔底顶角、方位及工具面角均超出目标轨迹对应点顶角、方位及工具面角5°时，继续使用孔底纠斜钻具(17)进行纠斜，直至孔底顶角、方位及工具面角小于阈值；

若孔底顶角、方位及工具面角均未超出目标轨迹对应点顶角、方位及工具面角5°时，进行步骤4；

步骤4，将孔底纠斜钻具(17)提出，下入保直钻具(16)进行采用绳索取芯工艺进行取芯钻进；

步骤5，重复步骤2至步骤4，直至钻进过程完成。

2.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的步骤2中，在保直钻具(16)的取芯外管(2)与绳索取芯钻杆(3)之间连接一根无磁钻杆(7)，在无磁钻杆(7)中装入MWD随钻测量仪(11)，测量孔底顶角、方位及工具面角，测量结果通过测井电缆(12)传输至定向仪器地面机(14)，进行数据分析判断孔斜。

3.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的步骤3中，在孔底纠斜钻具(17)的无磁钻杆(7)中下入MWD随钻测量仪(11)，测量孔底顶角、方位及工具面角，测量结果通过测井电缆(12)传输至定向仪器地面机(14)，进行数据分析判断孔斜。

4.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的保直钻具中，每隔3m绳索取芯钻杆(3)安装一个扶正器(4)，共使用3～4个扶正器(4)，绳索取芯钻杆(3)的最上端连接水便(10)。

5.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的岩心管(5)与绳索取芯钻杆(3)的外径相同，所述的岩心管(5)长度不超过弯螺杆(6)的长度；所述的弯螺杆(6)的弯度不超过0.5°～1°。

6.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的测量单元(15)包括MWD随钻测量仪(11)、测井电缆(12)、测井绞车(13)、定向仪器地面机(14)，所述的MWD随钻测量仪(11)固定在无磁钻杆(7)内部，MWD随钻测量仪(11)通过测井电缆(12)与测井绞车(13)和定向仪器地面机(14)连接。

7.如权利要求1所述的水平定向取芯钻孔方法，其特征在于，所述的弯螺杆(6)由定子、转子和冲击器组成，所述的冲击器安装于转子的上端，实现取芯钻头(1)孔底冲击回转钻进。