，無磁鉆鋌8內(nèi)含有隨鉆測量系統(tǒng)控制定向鉆穿越軌跡，然后連接水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11，以此提供水平定向鉆碎巖沖擊力，保證巖石的破巖效果，最終將螺桿鉆具提供的扭矩、轉(zhuǎn)速和沖擊鉆具提供的沖擊力共同作用與鉆頭，以此來破碎巖石，達(dá)到水平定向鉆鉆進(jìn)效果。
[0078]在具體實(shí)施過程中，使用地面泥漿泵3，使得泥漿通過鉆桿5內(nèi)腔到達(dá)水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11，利用水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11內(nèi)的活塞來保證內(nèi)部沖錘的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到?jīng)_擊破巖效果。
[0079]在具體實(shí)施過程中，采用水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具11，可提供一定的前端鉆壓，有利于控制造斜；同時(shí)，液動(dòng)沖擊鉆具提供的沖擊力可解除鉆具的一般卡鉆問題。
[0080]上述本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0081 ] 在本申請實(shí)施例中，在所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)中，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(jìn)行高頻沖擊，使得巖石裂紋擴(kuò)展，提高了旋轉(zhuǎn)切削的效率；同時(shí)通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(jìn)行高頻沖擊，還可以提高鉆頭(即:牙輪鉆頭)前端正壓力，解決長距離鉆進(jìn)鉆頭端鉆壓低的問題，提供了足夠的鉆壓，使得鉆頭前端能夠切入巖層，減少鉆頭的二次磨損，延長鉆頭使用壽命；水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具所提供的沖力直接作用于鉆頭來沖擊巖石，可大大提高回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的切削能力，保證鉆進(jìn)巖層的鉆進(jìn)效率，縮短施工周期，降低鉆進(jìn)成本。
[0082]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0083]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，其特征在于，包括: 將水平定向鉆鉆機(jī)布置到待穿越巖體一側(cè)的預(yù)設(shè)位置； 安裝泥漿泵、動(dòng)力站、泥漿罐；其中，所述泥漿罐內(nèi)存儲有泥漿，所述泥漿泵通過管路與所述泥漿罐、以及所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管連接，所述動(dòng)力站與所述泥漿泵連接; 將鉆桿、無磁鉆挺、螺桿馬達(dá)、水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具、以及牙輪鉆頭依次串聯(lián)，其中，所述鉆桿的后端與所述水平定向鉆鉆機(jī)連接，所述牙輪鉆頭的前端正對所述待穿越巖體； 啟動(dòng)所述泥漿泵；其中，在所述泥漿泵啟動(dòng)后，所述泥漿泵將所述泥漿從所述泥漿罐內(nèi)抽出并注入到所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管內(nèi)，再依次經(jīng)過所述鉆桿、所述無磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭作用于所述待穿越巖體；且所述泥漿通過所述螺桿馬達(dá)帶動(dòng)所述牙輪鉆頭旋轉(zhuǎn)，以對所述待穿越巖體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，所述泥漿通過所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具帶動(dòng)所述牙輪鉆頭對所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破山 O
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將水平定向鉆鉆機(jī)布置到待穿越巖體一側(cè)的預(yù)設(shè)位置，包括: 根據(jù)設(shè)計(jì)穿越曲線深度、以及所述待穿越巖體兩側(cè)的參數(shù)信息，確定所述水平定向鉆鉆機(jī)到所述待穿越巖體的距離； 基于所述水平定向鉆鉆機(jī)到所述待穿越巖體的距離，調(diào)整所述水平定向鉆鉆機(jī)的位置至所述預(yù)設(shè)位置，并保持所述水平定向鉆鉆機(jī)的機(jī)位放置位平整。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)所述泥漿泵之前，還包括: 在所述待穿越巖體的入口處配置泥漿池，其中，所述泥漿池用于在所述牙輪鉆頭對所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過程中，收集從所述待穿越巖體的入口流出的泥漿。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)所述泥漿泵之前，還包括: 在所述泥漿池的第一范圍內(nèi)安裝泥漿凈化系統(tǒng)，其中，所述漿凈化系統(tǒng)與所述泥漿池和所述泥漿罐連接，所述泥漿凈化系統(tǒng)用于將所述泥漿池內(nèi)的泥漿進(jìn)行過濾，并將過濾后的泥漿注入到所述泥漿罐內(nèi)。
5.一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 水平定向鉆鉆機(jī)，布置在待穿越巖體一側(cè)； 鉆桿、無磁鉆挺、螺桿馬達(dá)、水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、牙輪鉆頭；其中，所述鉆桿、所述無磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭依次串聯(lián)，所述鉆桿的后端與所述水平定向鉆鉆機(jī)連接，所述牙輪鉆頭的前端正對所述待穿越巖體，所述水平定向鉆鉆機(jī)用于向所述鉆桿提供推力、扭矩和轉(zhuǎn)速； 泥漿罐，用于存儲泥漿； 泥漿泵，通過管路與所述泥漿罐、以及所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管連接；其中，在所述泥漿泵啟動(dòng)后，所述泥漿泵將所述泥漿從所述泥漿罐內(nèi)抽出并注入到所述水平定向鉆鉆機(jī)的動(dòng)力頭泥漿管內(nèi)，再依次經(jīng)過所述鉆桿、所述無磁鉆挺、所述螺桿馬達(dá)、所述水平定向鉆液動(dòng)沖擊鉆具、以及所述牙輪鉆頭作用于所述待穿越巖體；且所述泥漿通過所述螺桿馬達(dá)帶動(dòng)所述牙輪鉆頭旋轉(zhuǎn)，以對所述待穿越巖體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，所述泥漿通過所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具帶動(dòng)所述牙輪鉆頭對所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖。
6.如權(quán)利要求5所述的水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括: 動(dòng)力站，與所述泥漿泵連接，用于向所述泥漿泵提供動(dòng)力源。
7.如權(quán)利要求6所述的水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括: 泥漿池，配置在所述待穿越巖體的入口處，用于在所述牙輪鉆頭對所述待穿越巖體進(jìn)行沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削過程中，收集從所述待穿越巖體的入口流出的泥漿。
8.如權(quán)利要求7所述的水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括: 泥漿處理系統(tǒng)，與所述泥漿池和所述泥漿罐連接，用于將所述泥漿池內(nèi)的泥漿進(jìn)行過濾，并將過濾后的泥漿注入到所述泥漿罐內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括: 地錨，固定在地面上，且位于所述水平定向鉆鉆機(jī)與所述待穿越巖體的入口之間，所述鉆桿穿過所述地錨，所述地錨用于固定所述鉆桿。
10.如權(quán)利要求6?9任一所述的水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)系統(tǒng)，還包括: 控制室，與所述水平定向鉆鉆機(jī)、以及所述泥漿泵連接，用于控制所述水平定向鉆鉆機(jī)輸出的推力的大小、扭矩的大小、轉(zhuǎn)速的大小，以及控制所述泥漿泵的泵壓大小。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水平定向鉆穿越?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法及系統(tǒng)，結(jié)合了沖擊破巖與旋轉(zhuǎn)切削兩種新型鉆進(jìn)方式，通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(jìn)行高頻沖擊，使得巖石裂紋擴(kuò)展，提高了旋轉(zhuǎn)切削的效率；同時(shí)通過水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具對巖石進(jìn)行高頻沖擊，還可以提高鉆頭前端正壓力，解決長距離鉆進(jìn)鉆頭端鉆壓低的問題，提供了足夠的鉆壓，使得鉆頭前端能夠切入巖層，減少鉆頭的二次磨損，延長鉆頭使用壽命；水平定向鉆穿越?jīng)_擊鉆具所提供的沖力直接作用于鉆頭來沖擊巖石，可大大提高回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的切削能力，保證鉆進(jìn)巖層的鉆進(jìn)效率，縮短施工周期，降低鉆進(jìn)成本。
【IPC分類】E21B7-04, E21B4-16
【公開號】CN104763332
【申請?zhí)枴緾N201510056333
【發(fā)明人】焦如義, 劉厚平, 劉艷利, 江勇, 韓濤, 魏秦文, 吳益泉, 李桂花, 李松, 趙輝
【申請人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣管道局
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月3日