[发明专利]一种煤层气开采方法及水平钻井设备

权利要求书

1.一种煤层气开采方法，其特征在于，包括：

对煤层气进行勘探，并确定目标开采区域；

在所述目标开采区域的中心处钻第一竖直井；

在第一竖直井的底部钻多个放射水平井，使所述放射水平井的一端位于所述第一竖直井的底部，另一端延伸至所述目标开采区域的边缘；

在所述目标开采区域的边缘钻至少一个第二竖直井；

在所述第二竖直井的底部钻环形水平井，所述第二竖直井通过所述环形水平井连通；

通过放射水平井向煤层注入压裂液，进行煤层压裂造缝；

通过环形水平井采集煤层气；

所述多个放射水平井位于同一水平面，在所述放射水平井所在平面，多个所述放射水平井以所述第一竖直井的底部为中心形成放射状；

所述环形水平井所在平面与所述放射水平井所在平面平行；所述环形水平井所在平面高于所述放射水平井所在平面；所述环形水平井的形状与所述目标开采区域的半径最小的圆形形状相同；

所述压裂液的输入量Q满足：

其中，n为所述放射水平井的个数，R为所述放射水平井的半径，D为所述环形水平井所在平面与所述放射水平井所在平面的距离，为煤层的孔隙率，L为所述放射水平井的长度；

所述放射水平井和环形水平井通过水平钻井设备钻成；

所述水平钻井设备包括转向机构和钻头；

所述转向机构包括第一连接块、第二连接块和连接轴；所述钻头与第一连接块连接；所述第一连接块与第二连接块通过连接轴铰接；

所述水平钻井设备还包括旋转机构，所述旋转机构与所述第二连接块连接；所述旋转机构用于驱动所述第二连接块绕所述钻头的轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述目标开采区域包括参考圆，所述目标开采区域在所述参考圆所在平面的投影均位于所述参考圆内；所述参考圆的圆心与所述目标开采区域的中心重合。

3.根据权利要求1至2任一项所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述压裂液采用混合气体泡沫压裂液体系。

4.一种水平钻井设备，其特征在于，所述水平钻井设备为权利要求1至3任一所述的煤层气开采方法使用的水平钻井设备；

所述水平钻井设备包括转向机构和钻头；

所述转向机构包括第一连接块、第二连接块和连接轴；所述钻头与第一连接块连接；所述第一连接块与第二连接块通过连接轴铰接。

5.根据权利要求4所述的水平钻井设备，其特征在于，所述连接轴包括连接轴、第一伸缩部和第二伸缩部；

所述连接轴与所述钻头的轴线垂直；所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的两端均分别与所述第一连接块和所述第二连接块铰接；所述第一伸缩部和所述第二伸缩部的伸缩方向均与所述钻头的轴线平行。

6.根据权利要求4或5所述的水平钻井设备，其特征在于，所述水平钻井设备还包括旋转机构，所述旋转机构与所述第二连接块连接；所述旋转机构用于驱动所述第二连接块绕所述钻头的轴线旋转。