本發明涉及采井，特別涉及一種薄砂巖儲層水平井開采結構及開采方法。

背景技術：

1、砂巖儲層水平井開采的好處在于：由側部以水平的方式朝著取樣環境進鉆，以更加直接的方式使井渠到達取樣環境中源源不斷的獲取物質，從而使物質持續抽取。進鉆時需要先在上層土質上鉆出一定深度的直井，然后將柔性鉆頭深入直井底部，利用陀螺將鉆頭調整成水平掘進的方式到達取樣環境。

2、柔性鉆向直井底部投放后，鉆頭的底端被井底反向力作用后，極有可能發生偏轉，導致水平井的掘進方向出現大幅度偏差，且不易調整，水平掘進后的水平井內如果出現滲水時，不易排放，影響施工進度。

技術實現思路

1、為了解決上述問題，本發明提供了以下技術方案：

2、一種薄砂巖儲層水平井開采結構，包括上部巖層和底部巖層，由所述上部巖層的頂部向下開設有第一直井，由所述第一直井的底部向下設有開設到所述底部巖層的第二直井，由所述第二直井的底端沿著水平方向開設在所述底部巖層上的水平井，所述水平井與所述第二直井的底端之間設有斜井，所述第一直井的底端設有第一階梯部，所述第二直井的底端設有第二階梯部，所述斜井上開設有緩沖孔，所述緩沖孔與所述第二直井在同一垂直線上，所述緩沖孔的中部設有第三階梯部，所述第三階梯部的頂面與所述斜井的表面重合，所述第一直井內設有壓管，所述壓管的管腔中可拆除的安裝有橡膠塞，所述壓管上固定有第一壓環，所述第一壓環與所述第二階梯部之間設有第一彈簧，所述上部巖層上開設有槽道，所述槽道的一端與所述第一階梯部相通，所述槽道的另一端直通所述上部巖層的外側，所述緩沖孔內填充有緩沖管，所述緩沖管上固定有第二壓環，所述第二壓環位于所述第三階梯部的上方，所述第二壓環與所述第三階梯部之間設有第二彈簧，所述第一壓環上開設有排孔，所述排孔與所述第二直井、所述斜井以及所述水平井相通，所述緩沖管的頂端設有凸起在所述斜井內的球面。

3、優選的，所述斜井的內面是連貫在所述第一直井和所述水平井之間的圓角面，所述球面按圓角面凸起在所述斜井的內側。

4、優選的，所述第一直井內填充有加固管，所述加固管的底端落在所述第一階梯部上，所述加固管的底端開設有與所述斜井相通的通孔，所述加固管的底端焊接圓板，所述通孔開設在所述圓板上，所述圓板的底端落在所述第一階梯部上。

5、優選的，所述壓管的頂端設有導向板，所述導向板滑動配合在所述加固管的腔壁上。

6、優選的，所述槽道的頂面與所述上部巖層的頂面上下相通。

7、本發明還提供了一種薄砂巖儲層水平井的開采方法，適用于如上所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，包括以下步驟：

8、步驟s01、由所述上部巖層向下鉆出所述第一直井，所述第一直井的底端以達到所述底部巖層為基準；

9、步驟s02、由所述第一直井的底端，向所述底部巖層鉆出所述第二直井，選擇鉆頭的時候，步驟s02中的鉆頭直徑小于步驟s01中的鉆頭直徑，使得所述第一直井和所述第二直井之間形成所述第一階梯部；

10、步驟s03、向所述第一直井內裝入所述加固管，所述加固管的底端落在所述第一階梯部上為止；

11、步驟s04、更換比步驟s02中更小的鉆頭，進鉆時先利用大直徑的鉆頭按第二直井的底端向下擴孔，使得擴孔與第二直井的底端之間形成第二階梯部，沿著第二直井的底端在底部巖層上向下鉆出緩沖孔的下半部分，更換較大的鉆頭沿著緩沖孔的下半部鉆出緩沖孔的上半部分，使緩沖孔的中部形成第三階梯部；

12、步驟s05、由所述第一直井和所述第二直井將所述第二彈簧放在所述第三階梯部上，向所述緩沖孔內安裝所述緩沖管，同時使所述第二壓環壓在所述第二彈簧上；

13、步驟s06、將所述第一彈簧放在所述第二直井中，使所述第一彈簧的底端落在所述第二階梯部上，將所述壓管沿著所述通孔插在所述加固管中，使所述壓管的底端伸入所述第二直井中，同時使所述第一壓環壓在所述第一彈簧的頂端上；

14、步驟s07、更換柔性鉆，將鉆頭沿著所述壓管的管腔進入所述第二直井的底端，并以所述第二直井的底端為起點，向下鉆出所述斜井，柔性鉆的鉆頭經所述球面阻擋限制后轉向，并沿著長度方向在所述底部巖層上鉆出所述水平井，鉆井動作完畢；

15、步驟s08、將所述橡膠塞裝入所述壓管中，并在所述上部巖層上開設所述槽道，所述槽道的內端與所述第二直井相通，所述槽道的內端與所述第一壓環上的排孔上下相通；

16、步驟s09、按壓所述橡膠塞，由所述橡膠塞推動所述壓管下降，由所述壓管推動所述第一壓環下降，使所述第二直井內形成壓力，使鉆取所述水平井時回流在所述斜井中的液體上升，上升的液體穿過所述排孔進入所述槽道中，最終由槽道向外排放；

17、步驟s10、將所述橡膠塞拆除，將柔性管穿過所述壓管的管腔進入所述第二直井內，經所述球面阻擋偏轉后插入所述水平井中。

18、本發明相比于現有技術的有益效果是：

19、1、在直井的底端設置了緩沖孔，施工時將緩沖管放在緩沖孔中，緩沖管的底部分段穿過第二彈簧插入緩沖孔的下半部分中，緩沖管上的第二壓環壓在第二彈簧上，緩沖管頂端的球面凸起在斜井的上半部分中，更換柔性鉆頭，由柔性桿將柔性鉆頭深入斜井的上部分中，柔性鉆頭的底端落在球面上，球面在緩沖管和第二彈簧的作用下，不但向柔性鉆頭提供緩沖效果，而且利用反向緩沖將柔性鉆頭調偏，使柔性鉆頭按圖所示的樣子朝著水平方向鉆出水平井，柔性鉆頭經球面緩沖阻擋后，能夠發生偏轉，繼續掘進時保證開出的水平井不會出現大幅度偏斜。

20、2、根據巖礦條件，將緩沖管上的球面設置成朝著水平井的方向略微上揚，柔性鉆頭落在球面上時，除了被調整到朝著水平井的方向掘進以外，其掘進方向還略微上揚，這樣鉆出的水平井就會略微向上傾斜，以此種方法沿著底部巖層鉆取水平井后，將柔性鉆向上提出，如果柔性鉆的表面帶有水分，證明在掘進水平井時，確有滲水現象，隨著柔性鉆及柔性動力桿的提出，大部分水分會因水平井朝著斜井的一側向下傾斜，回流到斜井中，這時先沿著上部巖層的頂面向下開設一條槽道，槽道深度按圖所示的樣子到達第一壓環，并將第一壓環上的所有排孔漏出，再將橡膠塞塞入壓管中，壓管在第一彈簧對第一壓環支撐作用下，其底端與斜井之間形成距離，頻繁的踩踏橡膠塞，由橡膠塞推動壓管的底端頻繁的插入斜井中，使斜井中的水位不斷上升，到達第一壓環后，由排孔流到槽道中，然后由槽道向外排出。

技術特征：

1.一種薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，包括上部巖層(1)和底部巖層(2)，由所述上部巖層(1)的頂部向下開設有第一直井(3)，由所述第一直井(3)的底部向下設有開設到所述底部巖層(2)的第二直井(4)，由所述第二直井(4)的底端沿著水平方向開設在所述底部巖層(2)上的水平井(5)，所述水平井(5)與所述第二直井(4)的底端之間設有斜井(6)，所述第一直井(3)的底端設有第一階梯部(7)，所述第二直井(4)的底端設有第二階梯部(8)，所述斜井(6)上開設有緩沖孔(9)，所述緩沖孔(9)與所述第二直井(4)在同一垂直線上，所述緩沖孔(9)的中部設有第三階梯部(10)，所述第三階梯部(10)的頂面與所述斜井(6)的表面重合，所述第一直井(3)內設有壓管(11)，所述壓管(11)的管腔中可拆除的安裝有橡膠塞(12)，所述壓管(11)上固定有第一壓環(13)，所述第一壓環(13)與所述第二階梯部(8)之間設有第一彈簧(14)，所述上部巖層(1)上開設有槽道(15)，所述槽道(15)的一端與所述第一階梯部(7)相通，所述槽道(15)的另一端直通所述上部巖層(1)的外側，所述緩沖孔(9)內填充有緩沖管(16)，所述緩沖管(16)上固定有第二壓環(17)，所述第二壓環(17)位于所述第三階梯部(10)的上方，所述第二壓環(17)與所述第三階梯部(10)之間設有第二彈簧(18)，所述第一壓環(13)上開設有排孔(19)，所述排孔(19)與所述第二直井(4)、所述斜井(6)以及所述水平井(5)相通，所述緩沖管(16)的頂端設有凸起在所述斜井(6)內的球面(23)。

2.根據權利要求1所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，所述斜井(6)的內面是連貫在所述第一直井(3)和所述水平井(5)之間的圓角面，所述球面(23)按圓角面凸起在所述斜井(6)的內側。

3.根據權利要求2所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，所述第一直井(3)內填充有加固管(20)，所述加固管(20)的底端落在所述第一階梯部(7)上，所述加固管(20)的底端開設有與所述斜井(6)相通的通孔(21)，所述加固管(20)的底端焊接圓板(24)，所述通孔(21)開設在所述圓板(24)上，所述圓板(24)的底端落在所述第一階梯部(7)上。

4.根據權利要求3所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，所述壓管(11)的頂端設有導向板(22)，所述導向板(22)滑動配合在所述加固管(20)的腔壁上。

5.根據權利要求4所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，所述槽道(15)的頂面與所述上部巖層(1)的頂面上下相通。

6.一種薄砂巖儲層水平井的開采方法，適用于如權利要求3所述的薄砂巖儲層水平井開采結構，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明涉及采井技術領域，尤其是提供了一種薄砂巖儲層水平井開采結構及開采方法。所述薄砂巖儲層水平井開采結構包括上部巖層和底部巖層，由所述上部巖層的頂部向下開設有第一直井，由所述第一直井的底部向下設有開設到所述底部巖層的第二直井，由所述第二直井的底端沿著水平方向開設在所述底部巖層上的水平井，所述水平井與所述第二直井的底端之間設有斜井，所述第一直井的底端設有第一階梯部，所述第二直井的底端設有第二階梯部，所述斜井上開設有緩沖孔，所述緩沖孔與所述第二直井在同一垂直線上，性鉆頭經球面緩沖阻擋后，能夠發生偏轉，繼續掘進時保證開出的水平井不會出現大幅度偏斜。

技術研發人員：丁嘉晟,董小峰,孫郭鋒,康立明,杜俊峰,王武兵,熊文學,惠濤,王志鋒,童明均
受保護的技術使用者：陜西延長石油國際能源化工有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24