本發(fā)明提供一種煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置及其方法，該裝置包括：設(shè)置在測(cè)控裝置本體上的供電裝置、地質(zhì)信息探測(cè)裝置、中心處理器、鉆井液分流裝置、導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)；供電裝置用于給地質(zhì)信息探測(cè)裝置和中心處理器提供電能；地質(zhì)信息探測(cè)裝置用于探測(cè)和記錄360°井周的地質(zhì)信息；中心處理器用于處理地質(zhì)信息探測(cè)裝置測(cè)取的信息，判斷當(dāng)前井眼軌跡的前進(jìn)趨勢(shì)是否與煤層的傾角/走向相吻合，進(jìn)而給出導(dǎo)向鉆進(jìn)的指令；鉆井液分流裝置用于接收中心處理器給出的導(dǎo)向指令，分配鉆井液流量為導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供水力能量；導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于根據(jù)中心處理器的導(dǎo)向指令控制鉆進(jìn)方向。本發(fā)明大幅降低了煤層卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，安全、高效地提高了定向井段在煤層中的鉆遇率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤層氣導(dǎo)向鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置及其方法。

背景技術(shù)

利用水平井/定向井實(shí)現(xiàn)煤層氣的地面抽采，是防治瓦斯災(zāi)害的重要手段，還可實(shí)現(xiàn)煤層氣的資源化利用。提高井眼軌跡(水平段/定向段)在煤層的鉆遇率是獲得煤層氣抽采效益的關(guān)鍵?；诘孛嫖锾郊夹g(shù)識(shí)別的深部薄煤層的地質(zhì)賦存狀態(tài)(埋深、傾角、層厚等)多有誤差，使得鉆前預(yù)設(shè)計(jì)的井眼軌跡與實(shí)際最優(yōu)軌跡偏離，甚至完全脫靶，使煤層氣地面抽采失去經(jīng)濟(jì)效益和生命力。

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井是提高薄煤層鉆遇率的發(fā)展方向，即基于隨鉆測(cè)量的地質(zhì)信息和井眼軌跡參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)軌跡優(yōu)化，替代基于地面物探技術(shù)的鉆前井眼軌跡設(shè)計(jì)。當(dāng)前，在薄煤層實(shí)施地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)主要面臨三方面的問題：一是以彎螺桿作為導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)螺桿以上鉆柱不旋轉(zhuǎn)，而煤巖強(qiáng)度低，水平段/定向段極易發(fā)生井壁失穩(wěn)引發(fā)卡鉆事故，經(jīng)濟(jì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高；二是隨鉆測(cè)量傳感器距鉆頭較遠(yuǎn)(10m左右，彎螺桿的長(zhǎng)度)，地質(zhì)信息測(cè)量滯后與煤層機(jī)械鉆速快相疊加，鉆頭出煤層時(shí)有發(fā)生；三是雖可通過煤層與圍巖在聲、電、磁、放射性等隨鉆測(cè)量信號(hào)的差異并結(jié)合錄井信息判斷井眼軌跡是否偏離煤層，但難以判斷是從頂板還是底板出煤層，給井眼軌跡實(shí)時(shí)、快速調(diào)整帶來困難。因此，亟需一種近鉆頭測(cè)量、全旋轉(zhuǎn)執(zhí)行的煤層氣導(dǎo)向鉆井技術(shù)與工具。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置及其方法。

一種煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置，包括：導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)隨鉆鋌一同旋轉(zhuǎn)的測(cè)控裝置本體、鉆井液分流裝置；所述測(cè)控裝置本體的下部直接與鉆頭相接，上部與鉆鋌相接；

在所述測(cè)控裝置本體靠近鉆鋌的一端設(shè)置有凹槽，在該凹槽內(nèi)設(shè)置有供電裝置、地質(zhì)信息探測(cè)裝置、中心處理器；在靠近鉆頭的一端設(shè)置有導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述鉆井液分流裝置一端與鉆鋌內(nèi)部連通，另一端與導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)連通；

所述供電裝置用于給地質(zhì)信息探測(cè)裝置和中心處理器提供電能；

所述地質(zhì)信息探測(cè)裝置隨鉆柱一同旋轉(zhuǎn)，用于探測(cè)和記錄360°井周的地質(zhì)信息；

所述中心處理器用于處理所述地質(zhì)信息探測(cè)裝置測(cè)取的信息，判斷當(dāng)前井眼軌跡的前進(jìn)趨勢(shì)是否與煤層的傾角/走向相吻合，進(jìn)而給出導(dǎo)向鉆進(jìn)的指令；

所述鉆井液分流裝置用于接收中心處理器給出的導(dǎo)向指令，分配鉆井液流量為導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供水力能量；

所述導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于根據(jù)中心處理器的導(dǎo)向指令控制鉆頭的鉆進(jìn)方向。

進(jìn)一步地，如上所述的煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置，沿所述鉆柱的周向分布有至少三套所述導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，每個(gè)導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)配套的鉆井液分流裝置。

進(jìn)一步地，如上所述的煤層氣導(dǎo)向鉆井測(cè)控裝置，所述鉆井液分流裝置包括與中心處理器信號(hào)連接的電磁閥、鉆井液分流通道、鉆井液容納腔；所述鉆井液分流通道的一端與鉆鋌內(nèi)部連通，并且安裝所述電磁閥、另一端與鉆井液容納腔連通；

所述導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在所述鉆井液容納腔上。