[发明专利]一种巷道型水平井成井用方法及装置

权利要求书

1.一种巷道型水平井成井用方法，成井用过程中需要用到包含钻杆和喷枪在内的钻井装置，其特征在于：所述钻杆带着割刀在裸眼水平段内缓慢旋转后退，使裸眼周围煤岩被刮削脱落，煤屑随泥浆返出到地面，裸眼水平段被扩大成巷道型水平井。

2.如权利要求1所述的巷道型水平井成井用方法，包括以下步骤：

第一步：采用常规方法钻成裸眼水平井，并采用泥浆使裸眼水平井井壁稳定；

第二步：采用所述钻杆下到所述裸眼水平井的水平段的最远端；

第三步：启动位于地面的与所述钻杆连接的泥浆泵，往所述钻杆内注入高压混砂泥浆，泥浆从所述喷枪的两个径向喷嘴高速喷出，形成水力割刀，起到切割作用；泥浆从所述喷枪的轴向喷嘴喷出，起到冲击破碎巷道内煤块的作用；

第四步：采用顶驱钻机缓慢转动所述钻杆同时缓慢上提，使得所述水力割刀缓慢旋转后退，刮削裸眼水平井水平段的周围煤岩，使其形成达到设计要求的巷道型水平井，所述钻杆后退过程中，刮削的煤屑随钻杆与裸眼环空的液体返出到地面，常规裸眼水平段扩大成巷道型水平井；

第五步：煤屑与泥浆一起返出到地面，进入过滤振动筛，滤除煤屑，泥浆继续进入泥浆泵，循环使用；

第六步：实时监测泥浆性能，添加药剂，保持携砂性能和稳定井壁的性能；

第七步：测量返出煤屑体积，推算巷道型水平井直径是否达到设计要求，并及时调整压力、排量、粘度、砂比；

第八步：处于煤层内的水平段全部切割成巷道后，起出钻杆；

第九步：下入套管至岩石与煤层交界处，并进行固井；

第十步：钻杆带钻头和筛管入井，将筛管下入到巷道型水平段内，筛管上部悬挂于套管内；

第十一步：交井到给下一道工序，开展下举升设备、排采工作。

3.如权利要求2所述的巷道型水平井成井用方法，第三步所述的泥浆从所述喷枪的两个径向喷嘴高速喷出，其特征在于：所述径向喷嘴的进、出口压差在10MPa～40MPa之间；具有稳定井壁的性能，泥浆的粘度保持在20mPa.s～200mPa.s之间。

4.如权利要求2所述的巷道型水平井成井用方法，第七步所述的测量返出煤屑体积，推算巷道型水平井直径是否达到设计要求，主要包括：用巷道型水平井单位长度和设计直径计算出巷道体积，乘以煤岩密度，得到成井用设计所需出煤质量；取几十升的煤屑称重，计算出煤屑视密度值，测量单位长度巷道型水平井采出煤屑堆体外形尺寸，计算其堆体的体积；用堆体体积除以视密度，得到煤屑质量；设计所需出煤质量与造穴采出煤屑质量相当，可认为巷道型水平井的直径达到设计要求；若判断直径小于设计要求，则增加泵注泥浆的压力、排量；反之，则降低。

5.如权利要求2所述的巷道型水平井成井用方法，第九步所述固井步骤，其特征在于：如果煤层上部地层不稳定，所述第九步固井可提前到第二步之前，即先对直井段固井，再下钻杆及喷枪对裸眼水平段刮削成巷道水平井。

6.一种巷道型水平井成井用装置，所述成井用装置用于实现权利要求1至5中任一项所述巷道型水平井成井用方法的步骤，其特征在于：主要包含泥浆泵、顶驱钻机、高压水龙带、马龙头、钻杆及喷枪。

7.如权利要求6所述的巷道型水平井成井用装置，其特征在于：所述钻杆本体前端与喷枪丝扣连接；所述喷枪设置有径向喷嘴和轴向喷嘴，所述径向喷嘴为两个且对称分布，所述轴向喷嘴沿喷枪轴线向前伸出。

8.如权利要求6所述的巷道型水平井成井用装置，其特征在于：所述喷枪包括枪体，所述枪体内部设置有射流腔，所述射流腔前端设置向前伸出所述轴向喷嘴，所述射流腔中部设置有朝两侧对称伸出的所述径向喷嘴。

9.如权利要求6所述的巷道型水平井成井用装置，其特征在于：位于所述径向喷嘴的后端的喷枪外壁上套设有扶正环，所述扶正环的外径大于径向喷嘴的投影外径，也大于所述钻杆接箍外径。

10.如权利要求6所述的巷道型水平井成井用装置，其特征在于：所述径向喷嘴分别由内喷嘴、外喷嘴和外套组成，所述内喷嘴和外喷嘴分别与所述外套螺纹连接，内外喷嘴中间形成空腔，所述空腔的直径为两倍内喷嘴或外喷嘴的直径；所述喷枪的径向喷嘴的直径为8mm～18mm。