用于煤層氣井的作業(yè)管柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于煤層氣井的作業(yè)管柱，所述煤層氣井包括水平井和與所述水平井交叉連通的豎直井，所述水平井內(nèi)下入有支護管；所述作業(yè)管柱包括作業(yè)管串和與所述作業(yè)管串下端連接的引鞋，所述引鞋的下部為斜切口結(jié)構(gòu)，在底端形成尖頭；所述作業(yè)管串的中心線至所述尖頭的徑向距離等于或大于所述支護管的半徑。該作業(yè)管柱的結(jié)構(gòu)能夠使作業(yè)管串下入豎直井時，順利繞過支護管，到達豎直井井眼位置。
【專利說明】用于煤層氣井的作業(yè)管柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤層氣開采【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于煤層氣井的作業(yè)管柱。

【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣開采過程中，需要鉆井作業(yè)，通常會出現(xiàn)水平井和豎直井交叉連通的情況，如圖1所示，其示出了水平井和豎直井交叉連通的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0003]施工中，水平井10內(nèi)下入支護管11，以增強井壁的穩(wěn)定性和水平井10井眼的穩(wěn)定性；同時，若豎直井20需要撈砂作業(yè)、完井管柱等特殊作業(yè)時，需要下入作業(yè)管串21，并且作業(yè)管串21需要下入到水平井10和豎直井20交叉連通點以下，到達豎直井20井眼位置，所以，理論上，水平井10內(nèi)的支護管11會繞過水平井10和豎直井20交叉連通點，避免通過豎直井20的井筒，影響作業(yè)管串21的下入。其中，作業(yè)管串21的直徑小于支護管11的直徑。
[0004]但是，實際施工時，受儀器測量誤差等因素影響，支護管11往往會偏離設(shè)計，通過豎直井20的井筒，從而作業(yè)管串21在下入過程中可能會接觸支護管11，遇阻而無法通過。
[0005]為解決上述問題，在作業(yè)管串21的下部連接與作業(yè)管串21等徑的引鞋22’，并兩者的中心線重合，引鞋22’的下部為斜切口結(jié)構(gòu)；為便于表述，將作業(yè)管串21和引鞋22’的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為作業(yè)管柱。施工時，若支護管11通過豎直井20的井筒,在下入作業(yè)管串21時，由于其下端所接的引鞋22’的下端為斜切口結(jié)構(gòu)，徑向尺寸小，容易通過支護管11與豎直井20井壁之間的間隙，從而引導(dǎo)作業(yè)管串21順利下入，可參考圖2理解。
[0006]作業(yè)管串21下入時，其通常位于豎直井20的中心，由于作業(yè)管串21的長度較長，達到幾千米，當(dāng)引鞋22’接觸到支護管11受阻時，只能旋轉(zhuǎn)作業(yè)管串21，以使引鞋22’位于適當(dāng)位置，能夠通過支護管11與豎直井20井壁之間的間隙。
[0007]然而，上述方案仍存在下述問題:
[0008]若支護管11恰好位于豎直井20的中心，如圖3所示，那么作業(yè)管串21正常下入時，引鞋22’必定會接觸支護管11受阻，而且無論如何轉(zhuǎn)動作業(yè)管串21，引鞋22’也無法繞過支護管11下入水平井10與豎直井20的交叉連通點以下，除非將作業(yè)管串21沿豎直井20徑向平移至引鞋22’可繞過支護管11的位置，但，礙于作業(yè)管串21的長度，無法將其平移，若給作業(yè)管串21施加一個側(cè)向力，使其傾斜，以期引鞋22’能夠繞過支護管11，但如此，引鞋22’在繞過支護管11后容易接觸豎直井11井壁而受阻，無法引導(dǎo)作業(yè)管串21下入。
[0009]有鑒于此，如何使作業(yè)管串順利下入豎直井，并到達豎直井井眼位置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的是提供一種用于煤層氣井的作業(yè)管柱，能夠使作業(yè)管串下入豎直井時，順利繞過支護管，到達豎直井井眼位置。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種用于煤層氣井的作業(yè)管柱，所述煤層氣井包括水平井和與所述水平井交叉連通的豎直井，所述水平井內(nèi)下入有支護管；所述作業(yè)管柱包括作業(yè)管串和與所述作業(yè)管串下端連接的引鞋，所述引鞋的下部為斜切口結(jié)構(gòu)，在底端形成尖頭；所述作業(yè)管串的中心線至所述尖頭的徑向距離等于或大于所述支護管的半徑。
[0012]如此設(shè)計，支護管位于豎直井的中心時，其與豎直井井壁的兩個間隙大小相同，且相對最小，下入作業(yè)管串時，若作業(yè)管串保持其中心線與豎直井的中心線重合，由于作業(yè)管串的中心線至引鞋的尖頭的徑向距離等于或大于支護管的半徑，并引鞋的下部為斜切口結(jié)構(gòu)，所以引鞋的尖頭至少可以貼著支護管的外壁從支護管與豎直井井壁之間的間隙通過，從而引導(dǎo)作業(yè)管串繞過支護管到達豎直井井眼位置；顯然，下入時，若作業(yè)管串的中心線偏離豎直井的中心線，引鞋也能夠引導(dǎo)作業(yè)管串順利下入至豎直井井眼位置。此外，若支護管并非位于豎直井的中心，其與豎直井井壁存在兩個間隙時，兩個間隙中總有一者大于前述提到的相對最小間隙，其與豎直井井壁僅存在一個間隙時，該間隙也必然大于前述提到的相對最小間隙，從而，引鞋也能夠引導(dǎo)作業(yè)管串順利下入至豎直井井眼位置。
[0013]可選地，所述作業(yè)管串的中心線至所述引鞋與所述尖頭相對側(cè)的徑向距離等于或小于所述作業(yè)管串的半徑。
[0014]可選地，所述引鞋的斜切口結(jié)構(gòu)的端面為內(nèi)凹弧面。
[0015]可選地，所述引鞋為圓管狀結(jié)構(gòu)。
[0016]可選地，所述引鞋為扁管狀結(jié)構(gòu)。
[0017]可選地，所述引鞋與所述作業(yè)管串通過絲扣連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示出了水平井和豎直井交叉的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中作業(yè)管柱與支護管一種相對位置的示意圖；
[0020]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中作業(yè)管柱與支護管另一相對位置的示意圖，其中支護管位于豎直井的中心；
[0021]圖4為本實用新型所提供作業(yè)管柱第一種實施例的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0022]圖5為圖4中所示作業(yè)管柱下入豎直井的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0023]圖6至圖8示出了支護管與豎直井的三種相對位置；
[0024]圖9為本實用新型所提供第二種作業(yè)管柱下入豎直井的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0025]圖1-3 中:
[0026]水平井10，支護管11，豎直井20，作業(yè)管串21，引鞋22’ ；
[0027]圖4-9 中:
[0028]支護管11，豎直井20，作業(yè)管串21，引鞋22，尖頭22a。

【具體實施方式】
[0029]本實用新型的核心是提供一種用于煤層氣井的作業(yè)管柱，能夠使作業(yè)管串下入豎直井時，順利繞過支護管，到達豎直井井眼位置。
[0030]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0031]本實用新型提供的作業(yè)管柱，用于煤層氣井，可參考圖1理解，煤層氣井包括水平井10和與水平井10交叉連通的豎直井20 ;水平井10內(nèi)下入有支護管11，用以增強井壁的穩(wěn)定性和水平井10井眼的穩(wěn)定性。
[0032]請一并參考圖4，圖4為本實用新型所提供作業(yè)管柱第一種實施例的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0033]該實施例中，作業(yè)管柱包括作業(yè)管串21,還包括與作業(yè)管串21的下端連接的引鞋22，引鞋22的下部為斜切口結(jié)構(gòu)，在底端形成尖頭22a ;其中，作業(yè)管串21的中心線至尖頭22a的徑向距離S等于支護管11的半徑，并，作業(yè)管串21的中心線與引鞋22的中心線重八口 ο
[0034]當(dāng)支護管11受儀器測量誤差等因素影響，通過豎直井20井筒，且位于豎直井20中心時，如圖4中所示，支護管11與豎直井20井壁的兩個間隙大小相同，且相對最小。
[0035]支護管11通過豎直井20井筒時，兩者的相對位置包括下述幾種情況:
[0036]其一，支護管11僅部分位于豎直井20內(nèi)，如圖6所示，此時，支護管11與豎直井20井壁僅存在一個間隙，該間隙值S1的大小范圍為=D2c1-D1^S1O2ci ；
[0037]其二，支護管11緊貼豎直井20井壁，如圖7所示，支護管11完全通過豎直井20井筒，且處于極限位置，此時，可認為支護管11與豎直井20井壁存在兩個間隙，其中一個間隙值S2 = D20-D11,另一個間隙值為零；
[0038]其三，支護管11位于豎直井20中心，如圖8所示，可認為支護管11處于另一極限位置，此時，支護管11與豎直井20井壁存在兩個間隙，且大小相等，顯然，該間隙值S3 =
(D2O-D11)/2 ；
[0039]其四，支護管11完全通過豎直井20井筒，既未緊貼豎直井20井壁，也未處于豎直井20中心，此時，支護管11與豎直井20井壁存在兩個間隙，其中之一介于零和S3之間，另一介于S3和S2之間。
[0040]上述D2tl表示豎直井20的井筒直徑，D11表示支護管11的直徑。
[0041]從上述支護管11與豎直井20的相對位置可知，支護管11位于豎直井20中心時，其與豎直井20井壁之間的間隙值S3相對最小，因為當(dāng)支護管11處于其他位置時，總有一個間隙值大于S3,也就是說，當(dāng)支護管11位于豎直井20中心時，作業(yè)管串21在引鞋22的引導(dǎo)下能夠繞過支護管11下入豎直井20，到達豎直井20井眼位置，那么不管支護管11處于何種位置，作業(yè)管串21在引鞋22的引導(dǎo)下均能夠到達豎直井20井眼位置。
[0042]需要指出的是，圖6至圖8中的視圖方位為圖4所示視圖方位的俯視。
[0043]請一并參考圖5，圖5為圖4中所示作業(yè)管柱下入豎直井的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0044]該實施例中的作業(yè)管柱下入時，若作業(yè)管串21的中心線與豎直井20的中心線重合，由于作業(yè)管串21的中心線至引鞋22的尖頭22a的徑向距離S等于支護管11的半徑，引鞋22的尖頭22a可以貼著支護管11的外壁下入，并帶動引鞋22的斜切口結(jié)構(gòu)貼著支護管11外壁從支護管11與豎直井20井壁之間的間隙通過，從而引導(dǎo)作業(yè)管串21繞過支護管11到達豎直井20井眼位置。
[0045]即便作業(yè)管柱下入時，作業(yè)管串21的中心線偏離豎直井20的中心線，參照圖5可以理解，其效果相當(dāng)于增大了支護管11與豎直井20井壁的兩個間隙中的一個，顯然，在引鞋22的引導(dǎo)下，作業(yè)管串21也能夠順利下入至豎直井20井眼位置。
[0046]支護管11處于豎直井20中心時，本實施例提供的作業(yè)管柱能夠順利下入豎直井20，到達豎直井20井眼位置，基于前述分析，在支護管11與豎直井20處于其他相對位置時，該作業(yè)管柱同樣能夠順利下入達到豎直井20井眼位置，避免了【背景技術(shù)】中支護管11處于豎直井20中心時，作業(yè)管串21無法下入的情況。
[0047]作業(yè)管串21長達數(shù)千米，且下入過程中，地面操作人員無法獲知井下情況，在具體操作時可參照下述方法:當(dāng)連接有引鞋22的作業(yè)管串21在下入過程中遇到支護管11受阻時，地面操作人員可旋轉(zhuǎn)作業(yè)管串21，每旋轉(zhuǎn)一定角度，如10?20度，做好方位標(biāo)記，找到引鞋22可通過支護管11的位置，再緩慢下放至引鞋22進入豎直井20井眼位置。
[0048]該實施例中，作業(yè)管串21的中心線至引鞋22的尖頭22a的徑向距離S等于支護管11的半徑，顯然，該徑向距離S大于支護管11的半徑也是可行的，且該方案可減少引鞋22與支護管11的摩擦，降低兩者的磨損。
[0049]具體的方案中，引鞋22的斜切口結(jié)構(gòu)的端面為內(nèi)凹弧面，如圖4中所示，如此設(shè)計，可以減小所述斜切口結(jié)構(gòu)的徑向尺寸，便于引鞋22通過支護管11與豎直井20井壁的間隙。
[0050]當(dāng)然，引鞋22的斜切口結(jié)構(gòu)的端面設(shè)置為如【背景技術(shù)】中的平面也是可行的。
[0051]請參考圖9，圖9為本實用新型所提供第二種作業(yè)管柱下入豎直井的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0052]圖9示出的作業(yè)管柱，與圖4示出的作業(yè)管柱相比，結(jié)構(gòu)基本一致，區(qū)別在于，該實施例提供的作業(yè)管柱，其引鞋22的中心線偏離作業(yè)管串21的中心線，且作業(yè)管串21的中心線至引鞋22與尖頭22a相對的一側(cè)的徑向距離等于作業(yè)管串21的半徑。
[0053]顯然，在滿足作業(yè)管串21的中心線至引鞋22的尖頭22a的徑向距離等于或大于支護管11的半徑的條件下，該方案中，引鞋22的整體尺寸較小，便于實際操作。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解，實際設(shè)計時，作業(yè)管串21的中心線至引鞋22與尖頭22a相對一側(cè)的徑向距離小于作業(yè)管串21的半徑也是可行的。
[0055]在上述各實施例中，引鞋22可以為圓管狀結(jié)構(gòu)，便于加工；引鞋22也可以設(shè)為扁管狀結(jié)構(gòu)，體積較小，便于實際操作。當(dāng)然，還可以將引鞋22設(shè)置為不封閉的腔體結(jié)構(gòu)，或其他結(jié)構(gòu)。
[0056]具體的方案中，引鞋22與作業(yè)管串21通過絲扣連接，可靠方便。當(dāng)然，也可選用其他連接方式，如法蘭連接。
[0057]以上對本實用新型所提供的用于煤層氣井的作業(yè)管柱進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于煤層氣井的作業(yè)管柱，所述煤層氣井包括水平井(10)和與所述水平井(10)交叉連通的豎直井(20)，所述水平井(10)內(nèi)下入有支護管(11);所述作業(yè)管柱包括作業(yè)管串(21)和與所述作業(yè)管串(21)下端連接的引鞋(22)，所述引鞋(22)的下部為斜切口結(jié)構(gòu)，在底端形成尖頭(22a);其特征在于，所述作業(yè)管串(21)的中心線至所述尖頭(22a)的徑向距離等于或大于所述支護管(11)的半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)管柱，其特征在于，所述作業(yè)管串(21)的中心線至所述引鞋(22)與所述尖頭(22a)相對的一側(cè)的徑向距離等于或小于所述作業(yè)管串(21)的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)管柱，其特征在于，所述引鞋(22)的斜切口結(jié)構(gòu)的端面為內(nèi)凹弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)管柱，其特征在于，所述引鞋(22)為圓管狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)管柱，其特征在于，所述引鞋(22)為扁管狀結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)管柱，其特征在于，所述引鞋(22)與所述作業(yè)管串(21)通過絲扣連接。
【文檔編號】E21B17/00GK204002603SQ201420485694
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】劉利德, 范龍江, 李偉 申請人:北京奧瑞安能源技術(shù)開發(fā)有限公司