U型井系统及其钻井方法技术方案

本发明专利技术提供了一种U型井系统及其钻井方法，其中，U型井系统包括：直井(10)；水平井(20)，具有竖直井段(21)、水平井段(22)以及连接在竖直井段(21)和水平井段(22)之间的过渡井段(23)，水平井段(22)远离过渡井段(23)的一端与直井(10)连通，竖直井段(21)为一个，水平井段(22)和过渡井段(23)均为多个，多个水平井段(22)沿竖直方向间隔设置，各过渡井段(23)远离水平井段(22)的一端连接在竖直井段(21)的下端。本发明专利技术的技术方案能够有效地解决现有技术中的水平井和直井的占地面积大，钻井工期长，钻进成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤层气抽采
，具体而言，涉及一种。
技术介绍
目前，在对煤矿中两层煤的煤层气进行抽采时，通常采用的地面与井下连通抽排方法为:分别在每层煤设置一口定向水平井和一口直井，其中该定向水平井和该直井钻进连通；或者，分别在每层煤设置一口定向水平井，并将上述两口定向水平井与同一口直井钻进连通。上述两种方法中的定向水平井和直井的占地面积大，钻井需要的工期较长，管材用量大，钻进成本高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，以解决现有技术中的水平井和直井的占地面积大，钻井工期长，钻进成本高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种U型井系统，包括:直井；水平井，具有竖直井段、水平井段以及连接在竖直井段和水平井段之间的过渡井段，水平井段远离过渡井段的一端与直井连通，竖直井段为一个，水平井段和过渡井段均为多个，多个水平井段沿竖直方向间隔设置，各过渡井段远离水平井段的一端连接在竖直井段的下端。根据本专利技术的另一方面，提供了一种U型井系统的钻井方法，依次包括以下步骤:步骤SlO:竖直向下钻进至下部煤层内或钻通下部煤层形成直井；步骤S20:竖直向下钻进至上部煤层上方形成水平井的竖直井段；步骤S30:在竖直井段的下端进行第一次定向造斜，并钻至下部煤层内形成第一过渡井段；步骤S40:在第一过渡井段远离竖直井段的一端进行水平钻进形成第一水平井段，并且使第一水平井段与直井连通；步骤S50:在竖直井段的下端进行第二次定向造斜，并钻至上部煤层内形成第二过渡井段，第二过渡井段位于第一过渡井段的上方；步骤S60:在第二过渡井段远离竖直井段的一端进行水平钻进形成第二水平井段，并且使第二水平井段与直井连通；步骤S70:得到U型井系统。进一步地，在步骤SlO和步骤S20之间还包括:步骤Sll:在下部煤层内扩孔形成第一连通腔体；步骤S40还包括:使第一水平井段与第一连通腔体连通。进一步地，在步骤Sll和步骤S20之间还包括:步骤S12:在上部煤层内扩孔形成第二连通腔体；步骤S60还包括:使第二水平井段与第二连通腔体连通。进一步地，在步骤Sll和步骤S12之间还包括步骤Slll:在第一连通腔体和上部煤层之间设置封隔器并使封隔器处于关闭状态；在步骤S12和步骤S20之间还包括步骤S121:使封隔器处于打开状态。进一步地，在步骤S40和步骤S50之间还包括:步骤S41:在第一水平井段内设置第一筛管。进一步地，在步骤S40和步骤S50之间还包括:步骤S42:对第一过渡井段进行固井。进一步地，在步骤S60和步骤S70之间还包括:步骤S61:在第二水平井段内设置第二筛管。进一步地，步骤Sll还包括:获得第一连通腔体处的位置信息，步骤S12还包括:获得第二连通腔体的位置信息。进一步地，第一水平井段位于下部煤层的中上部，第二水平井段位于上部煤层的中上部。应用本专利技术的技术方案，水平井具有一个竖直井段、多个水平井段以及多个过渡井段。其中，多个水平井段通过多个过渡井段连接在竖直井段的下端。上述U型井系统减少了井段的数量，占地面积较小，并且节省了管材用量，钻进成本相对较低。同时，上述U型井系统更加容易钻进，施工工期短。【附图说明】构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示出了根据本专利技术的U型井系统的实施例的结构示意图；以及图2示出了根据本专利技术的U型井系统的钻井方法的实施例的流程示意图。其中，上述附图包括以下附图标记:10、直井；20、水平井；21、竖直井段；22、水平井段；221、第一水平井段；222、第二水平井段；23、过渡井段；231、第一过渡井段；232、第二过渡井段；31、下部煤层；32、上部煤层；41、第一连通腔体；42、第二连通腔体；50、封隔器；61、第一筛管；62、第二筛管。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，本实施例的U型井系统用于同步抽采煤矿的两层煤的煤层气。该U型井系统包括直井10和水平井20。其中，水平井20具有竖直井段21、水平井段22以及连接在竖直井段21和水平井段22之间的过渡井段23。水平井段22远离过渡井段23的一端与直井10连通。竖直井段21为一个。水平井段22和过渡井段23均为两个。两个水平井段22沿竖直方向间隔设置。各过渡井段23远离水平井段22的一端连接在竖直井段21的下端。应用本实施例的U型井系统，水平井20具有一个竖直井段21、两个水平井段22以及两个过渡井段23。其中，两个水平井段22通过两个过渡井段23连接在竖直井段21的下端。上述U型井系统减少了井段的数量，占地面积较小，并且节省了管材用量，钻进成本相对较低。同时，上述U型井系统更加容易钻进，施工工期短。需要说明的是，在本实施例中，水平井20包括两个水平井段22和两个过渡井段23，当然，水平井段22和过渡井段23的数量不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，水平井段22和过渡井段23可以根据需要设置为其他数量，并且需要保证水平井段22的数量和过渡井段23的数量相同。本申请还提供了一种U型井系统的钻井方法。本实施例的钻井方法用于钻进上述U型井系统。具体地，如图1和图2所示，上述钻井方法依次包括以下步骤:步骤SlO:竖直向下钻通下部煤层31形成直井10 ;步骤Sll:在下部煤层31内扩孔形成第一连通腔体41，并且获得第一连通腔体41处的位置信息；步骤Slll:在第一连通腔体41和上部煤层32之间设置封隔器50并使封隔器50处于关闭状态；步骤S12:在上部煤层32内扩孔形成第二连通腔体42，并且获得第二连通腔体42的位置信息；步骤S121:使封隔器50处于打开状态；步骤S20:竖直向下钻进至上部煤层32上方形成水平井20的竖直井段21 ;步骤S30:在竖直井段21的下端进行第一次定向造斜，并钻至下部煤层31内形成第一过渡井段231 ;步骤S40:在第一过渡井段231远离竖直井段21的一端进行水平钻进形成第一水平井段221，并且使第一水平井段221与第一连通腔体41连通；步骤S41:在第一水平井段221内设置第一筛管61 ;步骤S42:对第一过渡井段231进行固井；步骤S50:在竖直井段21的下端进行第二次定向造斜，并钻至上部煤层32内形成第二过渡井段232，第二过渡井段232位于第一过渡井段231的上方；步骤S60:在第二过渡井段232远离竖直井段21的一端进行水平钻进形成第二水平井段222，并且使第二水平井段222与第二连通腔体42连通；步骤S61:在第二水平井段222内设置第二筛管62 ;步骤S70:得到U型井系统。如图2所示，在本实施例的钻井方法中，在进行步骤SlO之前，首先根据需要开掘的坑道的地面岩移角确定直井10的井口在地面上的位置。再利用钻机在地面施工进行步骤S10，即将钻机的钻头竖直向下钻通下部煤层31 (下部煤层31以下60米左右)，形成直井10。如图1和图2所示，在本实施例的钻井方法中，在进行步骤Sll至步骤S121时，可以先在直井10中下入套管，再沿着上述直井10下入扩孔钻头(直径大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种U型井系统，包括：直井(10)；水平井(20)，具有竖直井段(21)、水平井段(22)以及连接在所述竖直井段(21)和所述水平井段(22)之间的过渡井段(23)，所述水平井段(22)远离所述过渡井段(23)的一端与所述直井(10)连通，其特征在于，所述竖直井段(21)为一个，所述水平井段(22)和所述过渡井段(23)均为多个，多个所述水平井段(22)沿竖直方向间隔设置，各所述过渡井段(23)远离所述水平井段(22)的一端连接在所述竖直井段(21)的下端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔春兰，向军文，刘福义，李明建，安世刚，白枫桐，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华地质勘查有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11