转折径向井装置及分段引导水平压裂井煤层气抽采方法

摘要

本发明公开了一种转折径向井装置，包括交互式正齿桥塞机构、插入式倒齿喷射器机构和插入式倒齿转折径向井机构；交互式正齿桥塞机构与插入式倒齿喷射器机构连接，用于对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；交互式正齿桥塞机构与插入式倒齿转折径向井机构连接，用于对水平井水平段进行沟通煤层的定向径向井施工作业。本发明还公开了一种分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，在碎软煤层顶界上覆稳定岩层或易钻岩层中布设水平井，然后进行定向射孔、定向径向井施工、分段压裂、通洗井、放喷反排、排水采气作业。本发明方法将钻进层位置设置在煤层上覆稳定岩层中，通过专用设备提高了水平井的钻井质量。

权利要求

1.一种分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述方法通过转折径向井装置实现，包括以下步骤：

步骤1、在碎软煤层顶面上覆稳定岩层或易钻岩层中确定水平井水平段的布设位置，完成钻井和固井，然后对水平井进行压裂分段设计；

步骤2、依次将交互式正齿桥塞机构（1）和插入式倒齿喷射器机构（2）送至第一压裂段所在位置，然后对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

步骤3、完成对水平井水平段沟通岩层的定向喷射施工作业后，取出插入式倒齿喷射器机构（2），然后将插入式倒齿转折径向井机构（3）送入第一压裂段所在位置，对水平井水平段进行沟通煤层的定向径向井施工作业；

步骤4、对第一压裂段进行压裂施工作业；

步骤5、完成压裂后取出插入式倒齿转折径向井机构（3），重复步骤2至4，完成水平井水平段的剩余井段的定向径向井施工和压裂施工作业；

步骤6、在完成分段压裂施工后进行通洗井及放喷返排作业，然后进行煤层气排水采气作业；

所述转折径向井装置包括交互式正齿桥塞机构（1），插入式倒齿喷射器机构（2）和插入式倒齿转折径向井机构（3）；

所述交互式正齿桥塞机构（1）包括组合胶筒（11），所述组合胶筒（11）的两端分别设置有第一复合片（12）和第二复合片（19），所述第一复合片（12）还与第一可压缩复合椎体（13）相连，所述第二复合片（19）还与第二可压缩复合椎体（14）相连，所述第一可压缩复合椎体（13）还与桥塞下接头（15）相连，所述第二可压缩复合椎体（14）还依次与桥塞上接头（16）和交互式正齿桥塞机构固定体（17）相连；第一可压缩复合椎体（13）和第二可压缩复合椎体（14）的椎体渐缩尾端分别设置有卡瓦（18）；

所述交互式正齿桥塞机构固定体（17）包括底座（171），所述底座（171）的一端与桥塞上接头（16）连接，底座（171）另一端的端面上设置有第一固定齿（172）；

所述插入式倒齿喷射器机构（2）包括第一喷射器本体（21），所述第一喷射器本体（21）的上方顺序设有喷射器上扶正器（22）和喷射器丢手（23），第一喷射器本体（21）的下方顺序设置有第一重力定向器（24）、连通管路（25）、封隔器（26）、喷射器下扶正器（27）和喷射器固定单元（28）；所述喷射器固定单元（28）包括连接设置的第一单向阀（281）和第二固定齿（282）；所述第二固定齿（282）用于与第一固定齿（172）卡和连接，且第二固定齿（282）的外部轮廓与第一固定齿（172）的外部轮廓匹配；

所述第一喷射器本体（21）内设置有上下贯通的过流通道，第一喷射器本体（21）外侧沿圆周方向间隔分布有多个能与过流通道连通的喷射孔（211）；

所述插入式倒齿转折径向井机构包括转折径向井装置体（31），所述转折径向井装置体（31）的上方顺序设有径向井上扶正器（32）和径向井丢手（33），转折径向井装置体（31）的下方顺序设置有第二重力定向器（34）、径向井下扶正器（35）和转折径向井装置体固定单元（36）；所述转折径向井装置体固定单元（36）包括连接设置的第二单向阀（361）和第三固定齿（362）；所述第三固定齿（362）用于与第一固定齿（172）卡和连接，且第三固定齿（362）的外部轮廓与第一固定齿（172）的外部轮廓匹配；

所述转折径向井装置体（31）的内部设置有液体通道（311），所述液体通道（311）包括连接设置的直线段（3111）和弯曲段（3112），所述弯曲段（3112）的一端与开设在转折径向井装置体（31）侧壁上的射流导向出口（312）连通；

所述交互式正齿桥塞机构（1）与所述插入式倒齿喷射器机构（2）连接，用于对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

所述交互式正齿桥塞机构（1）与所述插入式倒齿转折径向井机构（3）连接，用于对水平井水平段进行沟通煤层的定向径向井施工作业。

2.如权利要求1所述的分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述喷射孔（211）呈阵列式排布，且每个所述喷射孔（211）内均固定安装有喷嘴。

3.如权利要求1所述的分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述第一固定齿（172）的数量为5 9个，第一固定齿（172）的齿隙为10 25mm。

~ ~

4.如权利要求1所述的分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述射流导向出口（312）内设置有高压软管（3121）及自旋转喷头（3122）。

5.如权利要求1所述分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述压裂施工操作参数包括：以活性水压裂液为压裂介质，以石英砂为支撑剂，压裂段的加砂强度为12~

3 3

14m/m，注入排量为12 18m/min，前置液比大于60%。

~

6.如权利要求5所述分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，其特征在于，所述石英砂包括20/40目中砂和16/20目粗砂。

说明书

转折径向井装置及分段引导水平压裂井煤层气抽采方法

技术领域

[0001] 本发明属于地面煤层气开发技术领域，涉及煤层气抽采的装置及方法，具体涉及一种转折径向井装置及分段引导水平压裂井煤层气抽采方法。

背景技术

[0002] 目前，碎软低渗煤层煤层气抽采主要采用地面垂直井和水平井。地面垂直井具有单井产气量低、运行成本高、产气效率低、土地占用多等劣势；水平井选择在煤体结构好的
煤层中进行钻进，大部分水平井都是裸眼完井，只有少数水平井下套管、不固井，因此压裂
规模受限，最终导致储层改造效果欠佳；在压裂过程中产生大量煤粉导致排采过程中煤层
的裂缝出现一定程度的堵塞，造成产气量的降低。

[0003] 近年来，通过广大科研工作者的不断探索，在煤层顶板中完成钻进，通过定向射孔沟通煤层进行分段压裂的方式已经取得了一些进展，能够在一定程度上解决岩层稳定钻
进、提高钻井质量和避免压裂产生大量煤粉等问题。但是由于我国碎软低渗煤层顶板大部
分以河流相沉积为主，岩性以泥岩为主，夹杂少量黏土矿物，泥岩的固结性较差，主要受到
沉积环境、沉积特征及后期地质构造作用影响，具有强度低、稳定性较差等特点。因此，在碎
软煤层破碎顶板中进行钻进具有成孔性差、易于埋钻、卡钻等缺点，增加了下套管难度，降
低了固井强度。无法发挥地面压裂装备大规模造长缝优势，储层改造效果受限。

[0004] 综上所述，现有技术中所使用的煤层气抽采方式因受煤层顶板选择限制具有一定的局限性，对碎软低渗煤层破碎顶板难以充分发挥地面分段压裂技术及装备优势，从而无
法实现地面煤层气区域强化抽采效果。

发明内容

[0005] 针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供一种转折径向井装置及分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，以解决现有技术中碎软低渗煤层的煤层气抽采效率低的技术问
题。

[0006] 为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

[0007] 一种转折径向井装置，包括交互式正齿桥塞机构，插入式倒齿喷射器机构和插入式倒齿转折径向井机构；

[0008] 所述交互式正齿桥塞机构与所述插入式倒齿喷射器机构连接，用于对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

[0009] 所述交互式正齿桥塞机构与所述插入式倒齿转折径向井机构连接，用于对水平井水平段进行沟通煤层的定向径向井施工作业；

[0010] 所述交互式正齿桥塞机构包括组合胶筒，所述组合胶筒的两端分别设置有第一复合片和第二复合片，所述第一复合片还与第一可压缩复合椎体相连，所述第二复合片还与
第二可压缩复合椎体相连，所述第一可压缩复合椎体还与桥塞下接头相连，所述第二可压
缩复合椎体还依次与桥塞上接头和交互式正齿桥塞机构固定体相连；第一可压缩复合椎体
和第二可压缩复合椎体的椎体渐缩尾端分别设置有卡瓦；

[0011] 所述交互式正齿桥塞固定体包括底座，所述底座的一端与桥塞上接头连接，底座另一端的端面上设置有第一固定齿。

[0012] 更进一步的，所述插入式倒齿喷射器机构包括第一喷射器本体，所述第一喷射器本体的上方顺序设有喷射器上扶正器和喷射器丢手，第一喷射器本体的下方顺序设置有第
一重力定向器、连通管路、封隔器、喷射器下扶正器和喷射器固定单元；所述喷射器固定单
元包括连接设置的单向阀和第二固定齿；所述第二固定齿的外部轮廓与第一固定齿的外部
轮廓匹配；

[0013] 所述第一喷射器本体内设置有上下贯通的过流通道，喷射器本体外侧沿圆周方向间隔分布有多个能与过流通道连通的喷射孔。

[0014] 更进一步的，所述插入式倒齿转折径向井机构包括转折径向井装置体，所述转折径向井装置体的上方顺序设有径向井上扶正器和径向井丢手，转折径向井装置体的下方顺
序设置有第二重力定向器、径向井下扶正器和转折径向井装置体固定单元；所述转折径向
井装置体固定单元包括连接设置的第二单向阀和第三固定齿；所述第三固定齿用于与第一
固定齿卡和连接，且第三固定齿的外部轮廓与第一固定齿的外部轮廓匹配；

[0015] 所述转折径向井装置体的内部设置有液体通道，所述液体通道包括连接设置的直线段和弯曲段，所述弯曲段的一端与开设在转折径向井装置体侧壁上的射流导向出口连
通。

[0016] 更进一步的，所述喷射孔呈阵列式排布，且每个所述喷射孔内均固定安装有喷嘴。

[0017] 更进一步的，所述第一固定齿的数量为5 9个，第一固定齿的齿隙为10 25mm。~ ~

[0018] 更进一步的，所述射流导向出口内设置有高压软管及自旋转喷头。

[0019] 一种分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，所述方法通过上述转折径向井装置实现，包括以下步骤：

[0020] 步骤1、在碎软煤层顶面上覆稳定岩层或易钻岩层中确定水平井水平段的布设位置，完成钻井和固井，然后对水平井进行压裂分段设计；

[0021] 步骤2、依次将交互式正齿桥塞机构和插入式倒齿喷射器机构送至第一压裂段所在位置，然后对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

[0022] 步骤3、完成对水平井水平段沟通岩层的定向喷射施工作业后，取出插入式倒齿喷射器机构，然后将插入式倒齿转折径向井机构送入第一压裂段所在位置，对水平井水平段
进行沟通煤层的定向径向井施工作业；

[0023] 步骤4、对第一压裂段进行压裂施工；

[0024] 步骤5、完成压裂时候后取出插入式倒齿转折径向井机构，重复步骤2至4，完成水平井水平段的剩余井段的定向径向井施工和压裂施工作业；

[0025] 步骤6、在完成分段压裂施工后进行通洗井及放喷返排作业，然后进行煤层气排水采气作业。

[0026] 具体的，所述分段压裂施工操作参数包括：压裂段的加砂强度为12 14m3/m，注入~
3
排量为12 18m/min，前置液比大于60%。
~

[0027] 具体的，所述石英砂包括20/40目中砂和16/20目粗砂。

[0028] 本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

[0029] （1）本发明装置通过沟通岩层的定向喷射工具和沟通煤层的定向径向井工具的设计，实现了与其他井上井下抽采工具的有效固定配合，进一步实现了通过地面装置对碎软
低渗煤层气区域的强化抽采，有效避免出现抽采工具串上的各工具定位不准、固定不稳的
现象。

[0030] （2）本发明方法将钻进层位置设置在煤层上覆稳定岩层中，能够极大提高水平井的钻井质量，建立高标准的水平井，为后续大规模大排量分段压裂施工创造了有利的前期
高质量压裂井筒条件。

[0031] （3）本发明方法通过径向井定向施工作业，能够有效建立水平井井筒与目标煤层之间的稳定通道，引导水力压裂向目标煤层开展施工作业，通过大规模的分段压裂改造，实
现了压裂裂缝在目标煤层中的有效扩展，增加了煤层的渗透率，提高了压裂裂缝扩展面积
及压裂改造效果。

[0032] （4）通过水力压裂在水平井与煤层之间建立的裂缝网络通道不会受到煤粉堵塞的影响，能够在岩体中建立稳定的煤层产气通道。该技术方法拓宽了碎软低渗煤层煤层气分
段压裂及地面抽采的选择限制性，建立了高标准质量水平井井筒，提高了压裂裂缝扩展面
积及压裂改造效果；能够建立不受煤粉堵塞的裂缝通道，形成稳定的煤层产气通道。

附图说明

[0033] 图1 为本发明方法的流程示意图；

[0034] 图2为本发明的交互式正齿桥塞机构示意图；

[0035] 图3为本发明的插入式倒齿喷射器机构示意图；

[0036] 图4为本发明的插入式倒齿转折径向井机构示意图；

[0037] 图5为本发明实施例1的分段压裂示意图，其中A为水平井直井段，B为水平井水平段，C为连续油管。

[0038] 附图标记含义：

[0039] 1‑交互式正齿桥塞机构，2‑插入式倒齿喷射器机构，3‑插入式倒齿转折径向井机构，11‑组合胶筒，12‑第一复合片，13‑第一可压缩复合椎体，14‑第二可压缩复合椎体，15‑
桥塞下接头，16‑桥塞上接头，17‑交互式正齿状桥塞装置固定体，18‑卡瓦，19‑第二复合片；
21‑第一喷射器本体，22‑喷射器上扶正器，23‑喷射器丢手，24‑第一重力定向器，25‑连通管
路，26‑封隔器，27‑喷射器下扶正器，28‑喷射器固定单元，31‑转折径向井装置体，32‑径向
井上扶正器，33‑径向井丢手，34‑第二重力定向器，35‑径向井下扶正器，36‑转折径向井装
置体固定单元；171‑底座，172‑第一固定齿；211‑喷射孔，281‑第一单向阀，282‑第二固定
齿；311‑液体通道，312‑射流导向出口；3111‑直线段，3112‑弯曲段，3121‑高压软管，3122‑
自旋转喷头；361‑第二单向阀，362‑第三固定齿。

具体实施方式

[0040] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，以便本领域的技术人员更好的理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会
淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

[0041] 以下对本发明所涉及的术语做出解释：

[0042] 上覆稳定岩层：是指煤层上部厚度比较大，大都由坚硬的砂岩、砾岩或石灰岩组成的岩层，岩层的赋存稳定。

[0043] 易钻岩层：是指赋存稳定的岩层，且岩层易被钻头破碎，钻井液无漏失或漏失量小，钻进时机械钻速快，钻进效率高。

[0044] 实施例1

[0045] 遵循上述技术方案，如图2至图4所示，本发明提供了一种转折径向井装置，包括交互式正齿桥塞机构1、插入式倒齿喷射器机构2和插入式倒齿转折径向井机构3；

[0046] 交互式正齿桥塞机构1与插入式倒齿喷射器机构2连接，用于对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

[0047] 交互式正齿桥塞机构1与插入式倒齿转折径向井机构3连接，用于对水平井水平段进行沟通煤层的定向径向井施工作业；

[0048] 交互式正齿桥塞机构的整体结构如图2所示，包括组合胶筒11，组合胶筒11的两端分别设置有第一复合片12和第二复合片19，第一复合片12还与第一可压缩复合椎体13相
连，第二复合片19还与第二可压缩复合椎体14相连，第一可压缩复合椎体13还与桥塞下接
头15相连，第二可压缩复合椎体14还依次与桥塞上接头16和交互式正齿桥塞机构固定体17
相连；第一可压缩复合椎体13和第二可压缩复合椎体14的椎体渐缩尾端分别设置有卡瓦
18；

[0049] 交互式正齿桥塞固定体17包括底座171，底座171的一端与桥塞上接头16连接，底座171另一端的端面上设置有第一固定齿172。第一固定齿172的数量为5个，第一固定齿172
的齿隙为15mm。也可以根据实际工况需要，调整第一固定齿172的形状和数量。

[0050] 在本实施例中，组合胶筒11采用膨胀式组合胶筒，膨胀式组合胶筒是在现有常规胶筒外层设置多个缠绕层，且相邻缠绕层之间设有薄胶片层，通过缠绕层与薄胶片层之间
自有的弹性模量实现胶筒体积的膨胀/收缩变化，卡瓦18选用多片式卡瓦，在钻井过程中，
在起/下钻时卡瓦用于卡住和悬持钻柱、套管柱。第一可压缩复合椎体3和第二可压缩复合
椎体6均可采用中通的变径结构，且第一可压缩复合椎体13和第二可压缩复合椎体14均可
沿轴向伸缩。

[0051] 作为本实施例的一种优选方案，插入式倒齿喷射器机构2包括第一喷射器本体21，第一喷射器本体21的上方顺序设有喷射器上扶正器22和喷射器丢手23，第一喷射器本体21
的下方顺序设置有第一重力定向器24、连通管路25、连通管路26、喷射器下扶正器27和喷射
器固定单元28；喷射器固定单元28包括连接设置的第一单向阀281和第二固定齿282；第二
固定齿282用于与第一固定齿172卡和连接，且第二固定齿282的外部轮廓与第一固定齿172
的外部轮廓匹配；第一重力定向器24的方向与第一喷射器本体的出口方向设置为同向，这
样能够保证喷射器出口方向始终和定向器所指方向相同。

[0052] 第一喷射器本体21内设置有上下贯通的过流通道，喷射器本体21外侧沿圆周方向间隔分布有多个能与过流通道连通的喷射孔211。喷射孔211呈阵列式排布，且每个喷射孔
211内均固定安装有喷嘴。

[0053] 喷射器上扶正器22和喷射器下扶正器27用于对第一喷射器本体21进行扶正，喷射器丢手23可在插入式倒齿喷射器机构2解卡无效的情况下，将喷射器丢手23以下的工具丢
入矿井，然后将喷射器丢手23以上的其余工具顺利起出。第一重力定向器24用于辅助转折
径向井装置在重力的作用下定向。连通管路26用于对已射孔层和待射孔层之间进行封隔。
在本实施例中，封隔器为机械式封隔器。喷射器固定单元28用于与交互式正齿桥塞机构1机
构形成稳固的连接。

[0054] 插入式倒齿转折径向井机构包括转折径向井装置体31，转折径向井装置体31的上方顺序设有径向井上扶正器32和径向井丢手33，转折径向井装置体31的下方顺序设置有第
二重力定向器34、径向井下扶正器35和转折径向井装置体固定单元36；转折径向井装置体
固定单元36包括连接设置的第二单向阀361和第三固定齿362；第三固定齿362用于与第一
固定齿172卡和连接，且第三固定齿362的外部轮廓与第一固定齿172的外部轮廓匹配；

[0055] 转折径向井装置体31的内部设置有液体通道311，液体通道311包括连接设置的直线段3111和弯曲段3112，弯曲段3112的一端与开设在转折径向井装置体31侧壁上的射流导
向出口312连通，射流导向出口312内设置有高压软管3121及自旋转喷头3122。高压软管前
方带有水力自旋转喷头3122，地面高压水通过高压软管进入自旋转喷头3122，带动自旋转
喷头3122旋转，从而实现自旋转喷头3122的破岩钻进，最终沟通煤层。

[0056] 第一喷射器本体21和转折径向井装置体31均为圆柱体结构。

[0057] 作为优选方案，相邻部件之间可以通过各自的上下接头螺纹连接。

[0058] 本装置的使用过程如下：

[0059] （1）沿地面水平井井口下入连续油管，连续油管的前端固定连接有交互式正齿桥塞机构1，在交互式正齿桥塞机构1到达设定位置后，对交互式正齿桥塞机构1进行坐封后脱
开交互式正齿桥塞机构1，然后上提连续油管至水平井井口，起出地面。连续油管带着插入
式倒齿喷射器机构2进入水平井井口，在第一重力定向器24的作用下，第一喷射器本体21的
出口方向始终向下。

[0060] （2）然后喷射器固定单元28与交互式正齿桥塞固定体17进行碰撞插接后形成一体，利用坐封在套管上的交互式正齿桥塞机构1锁住第一喷射器本体21上的喷射孔211的喷
射方向，完成喷射作业，建立套管与地层之间的通道，为后续的径向井施工提前完成开窗作
业，减少射流阻力，做好沟通煤层的准备工作，作业完成后，上提连续油管，带着插入式倒齿
喷射器机构2至井口起出地面。

[0061] （3）连续油管带着插入式倒齿转折径向井机构进入水平井，在第二重力定向器34的作用下，转折径向井装置体31射流出口方向始终向下，然后转折径向井装置体固定单元
与交互式正齿桥塞固定体17进行碰撞插接后形成一体，利用坐封在套管上的交互式正齿桥
塞机构1锁住径向井装置体31上的射流导向出口312的出水方向，完成定向喷射作业；通过
高压软管3121从转折径向井装置体31的射流导向出口312进行射流施工，射流施工结束后
最终与煤层沟通，建立水平井与目标煤层之间的有效通道。作业完成后，上提连续油管，带
着插入式倒齿转折径向井机构至井口。

[0062] 实施例2

[0063] 如图1所示，本实施例中的目标开采煤层为山西某煤矿的高瓦斯突出煤层，煤层的3
坚固性系数f为0.4，煤层顶板为砂泥岩互层，呈破碎状、可钻性差，煤层含气量为16 18m /
~
t，已被鉴定为高瓦斯突出矿井，严重威胁煤层安全生，因此要开展地面煤层气的预抽工作。

[0064] 本实施例公开了一种分段引导水平压裂井煤层气抽采方法，该方法通过实施例1公开的转折径向井装置实现，包括以下步骤：

[0065] 步骤1、在碎软煤层顶面上覆稳定岩层或易钻岩层中确定水平井水平段的布设位置，完成钻井和固井，然后对水平井进行压裂分段设计；

[0066] 首先，确定地面煤层气区域抽采的目标煤层，然后选择煤层上覆稳定岩层/易钻煤层，即距离碎软煤层顶界具有成孔性好、可钻性强的岩层作为水平井的钻进层位，完成钻井
作业，下入139.7mm套管后完井，其中，对水平井套管按照50 60m等间距进行压裂分段设计，
~
并标定好压裂分段设定位置。

[0067] 选择煤层上覆稳定岩层或易钻岩层的目的在于：极大地提高水平井的钻井和固井质量，建立高标准的水平井，为后续大排量分段压裂施工创造有利的前期高质量压裂井筒
条件；高标准的钻井和固井，能够实现大规模的分段压裂改造，实现更长的压裂裂缝在目标
煤层中的有效扩展，煤层内的沟通范围更广，扩大供气区域，增加煤层的渗透率。

[0068] 步骤2、依次将交互式正齿桥塞机构1和插入式倒齿喷射器机构2送至第一压裂段所在位置，然后对水平井水平段进行沟通岩层的定向喷射施工作业；

[0069] 沿地面水平井井口下入连续油管，连续油管前端固定连接有交互式正齿桥塞机构1，在交互式正齿桥塞机构1到达设定位置，然后对交互式正齿桥塞机构1进行坐封，脱开交
互式正齿桥塞机构1，上提连续油管至井口起出地面；然后，连续油管带着插入式倒齿喷射
器机构2进入水平井，在第一重力定向器24的作用下，第一喷射器本体21的出口方向始终向
下，直至插入式倒齿喷射器机构2与交互式正齿桥塞机构1连接固定，然后开始喷射作业，采
3
用大排量、定向喷砂射孔方式，喷射排量达到2.0 2.5m/min，采用清水作为喷射液体，选择
~
40 70目的石英砂作为射孔磨料，石英砂的砂比为6% 8%，提高射孔效率，完成喷射作业后建
~ ~
立套管与地层之间的通道，为后续的径向井施工提前完成开窗作业，减少射流阻力，做好沟
通煤层的准备工作。

[0070] 步骤3、完成对水平井水平段沟通岩层的定向喷射施工作业后，取出插入式倒齿喷射器机构2，然后将插入式倒齿转折径向井机构3送入第一压裂段所在位置，直至插入式倒
齿转折径向井机构3与交互式正齿桥塞机构1连接固定，之后对水平井水平段进行沟通煤层
的定向径向井施工作业；

[0071] 定向射孔作业施工结束后最终与煤层沟通，建立水平井与目标煤层之间的有效通道。作业完成后，上提连续油管，带着插入式倒齿转折径向井机构至井口。

[0072] 步骤4、对第一压裂段进行压裂施工；

[0073] 利用地面大型压裂装备对第一段煤层进行压裂作业，采用活性水压裂液，活性水压裂液的配方为：清水＋2%KCl＋0.5%助排剂＋0.05%杀菌剂；选择石英砂20/40目中砂（850
3
425μm）和16/20目粗砂（1180 850μm）作为支撑介质。水平井压裂为大排量（排量10 12 m /
~ ~ ~
3
min）、大规模（加砂强度达12 18m/m）、高前置液比（＞60%）的清水携砂压裂作业。
~

[0074] 步骤5、完成压裂后取出插入式倒齿转折径向井机构（3），重复步骤2至4，完成水平井水平段的剩余井段的定向径向井施工和压裂施工作业；

[0075] 步骤6、在完成分段压裂施工后进行通洗井及放喷返排作业，然后进行煤层气排水采气作业。

[0076] 水平井分段压裂作业结束后，水平井井口安装带压防喷装置完成钻铣桥塞作业；然后地面连接井口放喷管线，采取缓慢、平稳的方式对煤层进行放喷作业，待井口压力降至
0后，对水平井分别进行通井和洗井作业，确保水平井内无障碍物、残留物。通洗井完成后在
井口下入L型排采设备，对目标煤层开展地面排水采气作业。

[0077] 上述实施过程仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的
变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的
变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。