【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及套管开窗侧钻井的领域，尤其涉及一种微小分支孔眼钻孔平台及其施工方法。
技术介绍
1、套管开窗侧钻井可以有效地开发构造复杂、剩余可采储量明显达不到标准的井区以及钻新井费用较高的油藏、低渗透油藏、裂缝性油藏、薄油藏等，通过侧钻井可以减缓水、气锥进，延长无水开采期，改善驱油效果。在矿产开发作业中，可以实现从主井眼起始沿主井眼的径向方向以较为精准的轨迹实现高密度的分支孔钻井，进而为后续的矿产流化开发实现分支孔与储层的最大程度的接触。微小孔眼柔性钻孔是指为了特殊的工艺需要，在原有井眼轨迹(直井、定向井、水平井均可)的基础上，以准径向的方式快速偏离主井眼行程分支井眼，该方式利用特殊的造斜工具使钻头以大角度造斜，微小孔眼的直径一般直径在10-100毫米，后者小于主井眼内直径的50％。
2、现有技术中，在采用侧钻方式进行小孔径井眼钻探时，需要在地面调整侧钻的工具面，然后将其送入井下。但在大多情况下，地面调整的工具面在入井过程中以及入井后通常无法保持在预设位置，进而导致侧钻定向马达工具面角出现较大偏差，无法导向定位。
3、另外侧钻井不仅需要确保钻井动力的传递，还要在钻井过程中调整定向钻进，通常需要反复上下提放整个钻柱以及控制钻柱旋转。但是在油田钻杆过长的条件下，上述操作存在动力需求大、钻柱旋转阻力大，不便于定向调整，难以实现准确控制，即不但在动力方面要求高动力配置，而且调整过程对钻柱的耐受力要求也高，高动力配置与高钻具配置的要求均会导致成本高昂，另外也会导致井底钻具的设计更加苛刻，进而导致钻井装置整体成本高居
4、此外，油气在深井中的钻井周期长，反复起下钻也会严重影响作业效率，因此目前急需一种可以控制井眼轨迹的能够实现批量鱼骨井钻探的装置。
技术实现思路
1、本专利技术解决在采用侧钻方式进行小孔径井眼钻探时，高动力配置、高钻具配置以及井底钻具的设计要求导致钻井装置整体成本高居不下；反复上下提放整个钻柱影响作业效率和定向精度的问题，提供一种微小分支孔眼钻孔平台及其施工方法，以解决该技术问题，利用服务管柱引导分支孔钻柱在主井内滑动，直至接近分支孔的位置利用斜向结构迫使分支孔钻柱偏转。而且利用旋转控制装置通过控制井下马达的定子转动，使分支孔钻柱的工具面角度处于相对稳定的可控状态，稳定地以侧钻方式进行小孔径井眼钻探，不需要反复提放，可以提高钻柱的作业效率和定向精度，同时也能降低对动力配置、钻具配置以及井底钻具的设计要求，可以明显降低钻井装置的整体成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种微小分支孔眼钻孔平台，包括插入主井的服务管柱与插在服务管柱内的具有柔性的分支孔钻柱，所述服务管柱的下部设有迫使分支孔钻柱偏离主井轴线的斜向结构，所述分支孔钻柱包括依次连接的柔性钻进管柱、连接有造斜机构的井下马达以及钻头，或依次连接的井下马达、柔性钻进管柱、造斜机构与钻头，
4、所述服务管柱内还设有驱使造斜机构绕分支孔钻柱轴线转动以改变造斜机构的工具面角的旋转控制装置，以及具有沿服务管柱轴线方向相对滑移的两部分的滑动导引结构，所述旋转控制装置包括绕分支孔钻柱轴线相对转动的固定部与旋转部，所述旋转控制装置与滑动导引结构配置为：
5、所述旋转控制装置设于分支孔钻柱的上部，旋转控制装置的旋转部与分支孔钻柱的上部固定连接，固定部通过滑动导引结构与服务管柱的内壁配合，所述滑动导引结构的两部分分别设在服务管柱的内壁与旋转控制装置的固定部；或
6、所述旋转控制装置套在柔性钻进管柱的外侧，旋转控制装置的固定部与服务管柱的内壁之间固定连接，旋转部通过滑动导引结构与柔性钻进管柱配合，所述滑动导引结构的两部分分别设在柔性钻进管柱的外侧面与旋转控制装置的旋转部。
7、优选的，所述服务管柱、斜向结构的外侧面与井眼内壁或套管内壁之间具有第一环空，所述分支孔钻柱钻出主井的分支井段形成的第二环空与所述第一环空连通构成供钻井循环介质在分支孔钻柱外流通的通道。
8、优选的，所述井下马达位于柔性钻进管柱下部时，所述旋转控制装置连接在柔性钻进管柱下部与井下马达之间，旋转控制装置的固定部、旋转部分别与柔性钻进管柱、井下马达连接，所述柔性钻进管柱通过滑动导引结构与服务管柱配合，所述滑动导引结构位于服务管柱内，滑动导引结构的两部分设置在服务管柱的内壁与柔性钻进管柱。
9、优选的，所述旋转控制装置还包括驱使固定部与旋转部相对转动的液压旋转机构或电动旋转机构，实时监测固定部与旋转部相对角度、位置关系的角度传感器和/或位置传感器，以及用于控制液压旋转机构或电动旋转机构运行的旋转控制模块，所述旋转控制模块与角度、位置传感器均通信连接。
10、优选的，所述液压旋转机构为液压马达，所述电动旋转机构为电动马达，所述液压马达或电动马达的定子与固定部连接，转子与旋转部传动连接。
11、优选的，所述液压旋转机构包括：
12、与所述固定部连接的若干个条形隔块，所述隔块环绕旋转部的转动轴线均匀排列，各个隔块沿平行于旋转部转动轴线的方向延伸，相邻隔块之间分隔出条形的滑槽，隔块的一端成型有朝相邻滑槽倾斜的第一斜面；
13、与所述旋转部固定连接的传动块，所述传动块的周向设有若干与滑槽适配的偏转块，所述偏转块环绕旋转部的转动轴线均匀排列，且偏转块与固定部的滑槽滑动配合；
14、与至少一个所述滑槽滑动配合的滑块，所述滑块的滑移方向与滑槽的长度方向平行，滑块朝向偏转块的端部成型有朝向相邻隔块倾斜的第二斜面，滑块的第二斜面与相邻隔块的第一斜面倾斜方向相同，当滑块朝偏转块滑移至第二斜面与相邻隔块的第一斜面平滑相接时，该滑块朝向偏转块的端部部分突出于所述滑槽，第一斜面与偏转块的第二斜面拼接形成连续的引导斜面；
15、用于驱使滑块沿滑槽延伸方向往复滑移的液压活塞、与液压活塞连通的液压源以及使传动块具有朝滑块滑移的趋势的回弹结构。
16、优选的，所述回弹结构为液压活塞或弹性件。
17、优选的，所述滑动导引结构的两部分配置为：
18、滑动导引结构的两部分为滑动配合的导向槽与导向凸起，所述导向槽或导向凸起沿服务管柱的轴线方向延伸；或
19、滑动导引结构的两部分为相互套接并滑动配合的外筒与内筒，所述外筒或内筒沿服务管柱的轴线方向延伸，外筒的内壁与内筒的外侧面的截面不是圆形。
20、优选的，所述微小分支孔眼钻孔平台还包括姿态测量模块，所述姿态测量模块包括工具面角度测量组件、井斜及方位测量组件中的一种或组合，所述姿态测量模块设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，包括插入主井的服务管柱与插在服务管柱内的具有柔性的分支孔钻柱，所述服务管柱的下部设有迫使分支孔钻柱偏离主井轴线的斜向结构，所述分支孔钻柱包括依次连接的柔性钻进管柱、连接有造斜机构的井下马达以及钻头，或依次连接的井下马达、柔性钻进管柱、造斜机构与钻头，
2.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述服务管柱、斜向结构的外侧面与井眼内壁或套管内壁之间具有第一环空，所述分支孔钻柱钻出主井的分支井段形成的第二环空与所述第一环空连通构成供钻井循环介质在分支孔钻柱外流通的通道。
3.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述井下马达位于柔性钻进管柱下部时，所述旋转控制装置连接在柔性钻进管柱下部与井下马达之间，旋转控制装置的固定部、旋转部分别与柔性钻进管柱、井下马达连接，所述柔性钻进管柱通过滑动导引结构与服务管柱配合，所述滑动导引结构位于服务管柱内，滑动导引结构的两部分设置在服务管柱的内壁与柔性钻进管柱。
4.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述旋转控制装置
5.如权利要求4所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述液压旋转机构为液压马达，所述电动旋转机构为电动马达，所述液压马达或电动马达的定子与固定部连接，转子与旋转部传动连接。
6.如权利要求4所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述液压旋转机构包括：
7.如权利要求6所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述回弹结构为液压活塞或弹性件。
8.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述滑动导引结构的两部分配置为：
9.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述微小分支孔眼钻孔平台还包括姿态测量模块，所述姿态测量模块包括工具面角度测量组件、井斜及方位测量组件中的一种或组合，所述姿态测量模块设于钻头附近和/或井下马达后方的柔性钻进管柱内。
10.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述分支孔钻柱上部连接有进行提放作业的作业缆，所述作业缆包括电缆和/或光缆，所述电缆与所述旋转控制装置电连接，所述光缆与所述旋转控制装置通讯连接。
11.一种适用于权利要求1至10任一项所述的微小分支孔眼钻孔平台的施工方法，其特征在于，所述微小分支孔眼钻孔平台的侧钻钻井施工方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，包括插入主井的服务管柱与插在服务管柱内的具有柔性的分支孔钻柱，所述服务管柱的下部设有迫使分支孔钻柱偏离主井轴线的斜向结构，所述分支孔钻柱包括依次连接的柔性钻进管柱、连接有造斜机构的井下马达以及钻头，或依次连接的井下马达、柔性钻进管柱、造斜机构与钻头，
2.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述服务管柱、斜向结构的外侧面与井眼内壁或套管内壁之间具有第一环空，所述分支孔钻柱钻出主井的分支井段形成的第二环空与所述第一环空连通构成供钻井循环介质在分支孔钻柱外流通的通道。
3.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述井下马达位于柔性钻进管柱下部时，所述旋转控制装置连接在柔性钻进管柱下部与井下马达之间，旋转控制装置的固定部、旋转部分别与柔性钻进管柱、井下马达连接，所述柔性钻进管柱通过滑动导引结构与服务管柱配合，所述滑动导引结构位于服务管柱内，滑动导引结构的两部分设置在服务管柱的内壁与柔性钻进管柱。
4.如权利要求1所述的一种微小分支孔眼钻孔平台，其特征在于，所述旋转控制装置还包括驱使固定部与旋转部相对转动的液压旋转机构或电动旋转机构，实时监测固定部与旋转部相对角度、位置关系的角度传感器和/或位置传感器，以及用于控制液压旋转机构或电动旋转机构运行的旋转控制模...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓辰，
申请(专利权)人：蓝土地能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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