[发明专利]粒子冲击钻井方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发领域中一种新型的钻井装置，它可以提高坚硬地层中的钻进速度。

背景技术

目前，常规的钻井技术是利用井底钻头的钻压和旋转实现机械破岩，达到钻进的目的，这种方式在钻进坚硬地层时仅依靠钻头的机械作用进行破岩，泥浆的作用只是携带岩屑，无法实现水力加机械的联合破岩效果，作业周期长、钻井成本高。随着国内深井、超深井数量的增加，这一问题的解决变得更为迫切。

发明内容

为克服现有钻井技术单纯利用机械破岩所造成的作业周期长、钻井成本高等问题，本专利提供了一种新型的钻井装置，该装置能够提高钻机在坚硬地层中的钻进速度，节约成本，缩短周期。

本专利装置的技术方案是：在钻井液中添入圆形坚硬钢颗粒，使其通过钻头水眼冲击井底岩石，从而达到机械加粒子冲击联合破岩的效果。与常规钻井技术不同，这一过程不仅靠钻头实现机械破岩，而是还通过粒子注入系统在钻井泵出口处将粒子加入泥浆中，使其沿钻柱下行直到钻头，并在水眼处得以加速，以极高的速度冲击岩石，使其产生较高应力，破碎岩石。被击碎的岩屑与钢颗粒及泥浆一起通过环控循环到地面，之后通过粒子回收装置将钢颗粒分离出来，以便再次注入循环的泥浆中，重复使用。

本专利的有益效果是，较传统钻井技术的钻井速度快3至5倍，大大缩短操作时间，节省了人力、燃料、租金、钻井时间以及其他各种各样的钻井消耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本专利进行说明。

图1是本专利的整体装置连接工作图

图2是本专利的注入系统组成图

图3是粒子分离系统组成图

图4是本专利的粒子输送系统和粒子存储的处理系统工作图

图中1.钻井泵，2.泥浆池，3.泥浆池的流入管，4.粒子泥浆开关阀，5.泥浆阀，6.注入仓室加压管路，7.注入井的泥浆管路，8.螺旋推进器，9.下仓室，10.液压站，11.加压用泥浆阀，12.液控粒子泥浆阀，13.上仓室，14.注入塔架，15.排压阀，16.液控粒子泥浆阀，17.粒子注入料斗，18.串联盘式输送机，19.输出管，20.串联盘式输送机的填料斗，21.粒子处理进入管，22.搅拌车，23.吹风管，24.排出管，25.装料口，26.多点装卸料刮埋板输送机，27.装料口，28.粒子导入槽，29.输出管，30.吹风机，31.周转箱，32.脱磁机，33.磁选机，34.振动筛，35.振动筛流出管，36.振动筛流入管，37.粒子泥浆开关阀，38.流入原振动筛管，39.粒子泥浆开关阀，40.井底返回泥去向控制阀，41.原振动筛，42.高架管，43.鹅颈管，44.水龙头，45.方钻杆，46.转盘，47.套管，48.钻杆，49.钻铤，50.钻头，51.地层，52.存储箱。

本专利粒子冲击钻井装置主要分为粒子注入系统、粒子分离系统、粒子输送系统和粒子存储处理系统，下面对各部的工作方法和整个流程进行说明。

当钻头钻到坚硬地层需要粒子冲击钻井装置时，将钻井泵排出管路上的粒子泥浆开关阀4打开，连通注入系统；泥浆阀5打开，连通注入仓室加压管路6；具有井底返回泥浆去向控制作用的粒子泥浆开关阀37打开，连通振动筛流入管36；粒子泥浆开关阀39打开，连通振动筛流出管35；将井底返回泥浆去向控制阀40关闭。