一种定向钻穿越的正向扩孔方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111734308A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010739458.4E21B17/10(2006.01)(22)申请日2020.07.28E21B10/28(2006.01)E21B21/00(2006.01)(71)申请人中国石油天然气集团有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号申请人中国石油管道局工程有限公司中国石油天然气管道工程有限公司(72)发明人左雷彬苏卫锋张磊徐大宝詹胜文刘思萌刘艳东(74)专利代理机构北京君泊知识产权代理有限公司11496代理人王程远胡玉章(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)E21B7/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种定向钻穿越的正向扩孔方法(57)摘要本发明公开了一种定向钻穿越的正向扩孔方法，该方法包括：选取高点作为入土点，低点作为出土点，导向孔从所述入土点平滑钻进至所述出土点，所述导向孔在到达出土点前预留一段不打通的预留段；采用正扩钻具对所述导向孔从所述入土点至所述预留段进行扩孔，并逐级扩孔至设计尺寸；对所述预留段进行逐级扩孔，扩孔至设计尺寸。本发明的有益效果为：通过定向钻正扩方法进行山体定向钻穿越，采用预留段的方式保持导向孔中的泥浆回流，减少了正扩施工中泥浆漏失，导向孔施工曲线平滑，降低了钻杆刺漏、断裂风险，及因此造成的施工安全隐患，并能有效降低成本，缩短施工工期。CN111734308ACN111734308A权利要求书1/1页1.一种定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，该方法包括：选取高点作为入土点，低点作为出土点，导向孔从所述入土点平滑钻进至所述出土点，所述导向孔在到达出土点前预留一段不打通的预留段；采用正扩钻具对所述导向孔从所述入土点至所述预留段进行扩孔，并逐级扩孔至设计尺寸；对所述预留段进行逐级扩孔，扩孔至设计尺寸。2.根据权利要求1所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述导向孔曲率满足：任意连续三根钻杆的钻杆折角之和小于4度。3.根据权利要求1所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述预留段长20～50m。4.根据权利要求1所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述正扩钻具包括：从钻杆头部至钻杆尾部依次设置在钻杆上的导向头(1)、第一扶正器(2)、扩孔器(3)、泥浆马达(4)、第二扶正器(5)和第三扶正器(6)，以及为所述泥浆马达提供液力动能的泥浆泵。5.根据权利要求4所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述钻杆采用S135及以上高强度钻杆，所述钻杆的尺寸不小于193mm。6.根据权利要求4所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述扩孔器(3)采用牙轮镶齿正向动力扩孔器。7.根据权利要求4所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述扩孔器(3)与所述导向头(1)为一体设计。8.根据权利要求4所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，所述泥浆马达(4)采用低转速大扭矩输出马达，并配置2.5m3/min以上排量的泥浆泵。9.根据权利要求1所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，扩孔过程中，对泥浆进行循环回收，并对回收后的泥浆进行处理，使处理后的泥浆含砂量小于等于0.5％。10.根据权利要求1所述的定向钻穿越的正向扩孔方法，其特征在于，扩孔过程中出现山体裂隙断裂带漏浆时，采用高效复合水泥堵漏浆进行堵漏，将高效复合水泥泵送至漏浆位置，并使用大粒径木屑、膨胀物、桥塞物质进填充，静置凝固一定时间后，进行防漏压力试验。2CN111734308A说明书1/3页一种定向钻穿越的正向扩孔方法技术领域[0001]本发明涉及石油天然气管道山体穿越技术领域，具体而言，涉及一种定向钻穿越的正向扩孔方法。背景技术[0002]水平定向钻穿越进行管道铺设因其具有对环境影响小、不影响交通通航、施工占地少、工期短和造价相对低等诸多优点，是目前普遍使用的非开挖管道施工方法。定向钻穿越早期主要用于管线过河流、公路等施工，很少用于于山体穿越，但随着定向钻技术不断创新，磁靶标定方位技术、地层堵漏技术和推管回拖技术等逐步成熟，使得定向钻穿越山体可行性更高，工程应用越来越多；且相较于传统大开挖，山体定向钻穿越对生态环境破坏较小。[0003]定向钻传统扩孔方式为从出土点向入土点扩孔(简称反扩)，反扩工艺应用广泛，技术成熟，而对于受出土点场地和岩石硬度大的山体定向钻穿越工程，其适应性差和工效低等缺点比较明显。采用反扩技术进行定向钻山体穿越，由于入土点与出土点存在高差，在实际钻进过程中，采用反扩技术无法形成泥浆回流循环，泥浆会因为高差的原因漏失，由此在扩孔过程中会出现钻具损耗过大，泥浆需求量过大等问题。采用从