高精度定向钻井技术及其应用(吉林大学)课件

1、11、简介2、主要装备、钻具及仪器3、技术应用2021-10-2122021-10-213 高高精度定向钻井技术精度定向钻井技术由定向由定向钻进技钻进技术术、随钻测量技术、高精度、随钻测量技术、高精度水平井水平井对接对接技术组成，目前在煤炭领域广泛应用技术组成，目前在煤炭领域广泛应用于于地面地面煤层气羽状井和对接井、煤矿救援煤层气羽状井和对接井、煤矿救援钻孔、水文勘察和水源钻井的施工钻孔、水文勘察和水源钻井的施工。 定向钻进技术是指利用定向钻进方法控制井眼轨迹钻到预定靶区的钻进技术。 定向钻进方法：利用地层自然弯曲规律、井眼轨迹控制理论或人工造斜工具。2021-10-214随钻测量技术（Mea

2、surement While Drilling,MWD）和随钻测井技术（logging While Drilling,LWD）定向数据（井斜角、方位角、工具面角）地层数据（伽玛值、电阻率等测井记录）数据传输方法：电缆、电磁波、声波、泥浆脉冲2021-10-215水平井对接技术2021-10-2162021-10-2172021-10-218主要参数：主要参数：提升能力 90720Kg初始下压力14545Kg工作台最大开孔直径768mm动力头行程15.24m扭矩：24050Nm090rpm 10392Nm90180rpm外形尺寸：运输长度15.2m运输宽度2.9m运输高度4.26m净重52273

3、Kg整车最大载重64772Kg 型号型号MDY-60型全液压车载钻机型全液压车载钻机名义钻井深度名义钻井深度600m(孔径311mm)最大提升力最大提升力60t井架伸出时高度井架伸出时高度21.5m井架缩回时高度井架缩回时高度14m柴油机柴油机型号康明斯QSK19功率563kW转速1800rpm液压系统液压系统工作压力工作压力动力头旋转系统28MPa快速升降系统28MPa辅助液压系统21MPa动力头动力头最大输出扭矩12kN.m最大输出转速140rpm空压机空压机型号阿特拉斯.科普柯ORX12排气量35m3/min排气压力3.0MPa整车运输尺寸整车运输尺寸13.8m2.85m4.3m整车重量

4、整车重量60tMDY-60MDY-60型全液压车载钻机型全液压车载钻机102.2 固控系统和泥浆泵11冲次r/min功率kW缸径(mm) 和额定压力(MPa)17016015014013012011010013.615.417.520.123.327.332.534.3排量(l/s)15058838.9234.4730.326.3922.7619.3916.2913.4714054636.3232.1728.2824.6321.2418.115.2112.5713050833.7329.8826.2622.8719.7216.8114.1211.6712047131.1327.5824.242

5、1.1118.2215.5113.0310.7711043128.5425.2822.2219.3516.6914.2211.959.8710.25940.22980.20200.17590.15170.12930.10860.0898F-800性能参数表(机械效率90%，容积效率100%)2021-10-21122.3 2.3 螺杆钻具螺杆钻具132021-10-212.4 MWD无线随钻仪器2021-10-2114高强度通缆大通孔钻杆高强度通缆大通孔钻杆抗拉强度抗拉强度 950 kN抗扭强度抗扭强度 6000 Nm 2.5 有缆随钻测量仪器2021-10-2115孔口监视系统孔口监视系统2

6、.6 旋转磁场定位系统（RMRS）162021-10-213 3 技术应用技术应用2021-10-2117l 沁水盆地潘庄区块“U”型对接井 晋城矿区寺河煤矿晋城矿区寺河煤矿SHU2/SHU3孔位平面图孔位平面图深度深度250m250m，两井口水平距离，两井口水平距离557m557m，煤层中长度，煤层中长度910m910m 晋城矿区寺河煤矿晋城矿区寺河煤矿SHU2/SHU3孔井身结构示意图孔井身结构示意图该井组2011年2月底开始排采产气，最高日产气量超过21000m3，截止2013年1月累计产气达399万m3。l 大佛寺矿“U”型对接井孔孔 号号垂垂 深深（m）一开一开二开二开三开三开孔深孔

7、深（m）钻头尺钻头尺寸（寸（mm）套管尺套管尺寸（寸（mm）孔深孔深（m）钻头尺钻头尺寸（寸（mm）套管尺套管尺寸（寸（mm）孔深孔深（m）钻头尺钻头尺寸（寸（mm）DFS-C04-H1483.5159.49311.15244.5536.2215.9177.81412.73149.2DFS-C04-H2500.5179.22311.15244.5576.0215.9177.81396.0149.2DFS-C04-V1576.0180.0311.15244.5576.0215.9177.8l 寺河矿加密“U”型对接井孔孔号号垂垂 深深（m）一开一开二开二开三开三开孔深孔深（m）钻头尺寸钻头尺寸（

8、mm）套管套管尺寸尺寸（mm）孔深孔深（m）钻头尺寸钻头尺寸（mm）套管套管尺寸尺寸（mm）孔深孔深（m）钻头尺寸钻头尺寸（mm）SH-U2-1379.0012.80311.15244.5479.13215.9177.8971.69149.2SH-U2-2456.0049.70311.15244.5490.17215.9177.81059.14149.2SH-U2-3450.0034.00311.15244.5460.15215.9177.81098.89149.2SH-U2-4534.0033.45311.15244.5479.00215.9177.8534.00152.4222021-10

9、-21232012年8月-12月，在陕西彬县小庄煤矿区完成一口参数井XZ-01V和一口多分支水平井XZ-01H井的钻井，其中XZ-01H井煤层段以清水为钻井液，采用欠平衡钻进工艺，水平段总进尺3604.61m，日最快进尺达435.41m。n 峰峰矿务局黄沙矿透水事故堵水救援2011年12月11日凌晨4时黄沙矿在112106工作面在综采过程中发生了透水事故，出水量达到了380m3/min。堵水救援：利用地面钻机完成了4号、11号、18号和T3号四个孔的钻进及通井作业任务。3.3 地面救援井u 4号、11号和18号三个钻孔均一次成功钻穿井下巷道 u T3号孔属后期水文补勘孔，成功探寻到陷落柱Sur

10、vey: Survey #1 (04号/SJ)Vertical Section at 205.08 mTrue Vertical Depth m-180 -160 -140 -120 -100-80-60-40-200204060801001201401606606807007207407607807套管777m透巷巷道巷道巷道巷道基本数据基本数据位置：位置：上巷上巷巷高：巷高：3.5m3.5m巷宽：巷宽：4m4m巷道方位：巷道方位：205205巷道倾角：巷道倾角：1111透透巷要求：正中透巷巷要求：正中透巷4 4号钻孔基本数据号钻孔基本数据一开直径：一开直径：311.2mm311.2mm一开

11、套管外径一开套管外径:244.5mm:244.5mm二二开直径开直径:215.9mm:215.9mm二二开套管外径：开套管外径：177.8mm177.8mm三三开直径：开直径：152.4mm152.4mm（裸眼）（裸眼）777m透巷4号孔累计注入骨料达12700m3，占整个堵水工程注入量的20.48%，为所有18个钻孔最多，为堵水施工赢得了宝贵时间，在堵水关键时刻起到决定性作用，得到峰峰集团的高度肯定。先导孔311.15mm孔径钻进至320m215.9mm孔径定向钻进至661m一开扩孔550/311mm、770/550mm两级扩孔至216m二开扩孔550/216mm扩孔至331m393/216

12、mm扩孔至416m3.4 电缆井、瓦斯强排井等n 亭南煤业电缆孔工程2021-10-2129在陕西长武亭南煤业有限责任公司施工2口大直径瓦斯强排井，设计井深489m，井径850mm，下63015mm钢级J55的无缝钢管。 井身结构示意图井身结构示意图n 亭南煤业瓦斯强排井2021-10-213020112011年年7-97-9月月，在在神华乌海神华乌海能源有限责任公司骆驼山煤矿能源有限责任公司骆驼山煤矿水文地质补勘项目施工期间，水文地质补勘项目施工期间，共施工共施工4口水文补勘井（其中口水文补勘井（其中直井直井2口，定向侧钻井口，定向侧钻井2口），口），回转钻进进尺回转钻进进尺1004.24m，定，定向钻进进尺向钻进进尺337.57m，总进尺，总进尺1341.81m。4 4口井均成功钻探口井均成功钻探到原骆驼山