[发明专利]一种钻井系统及方法

说明书

本申请实施例公开了一种钻井系统及方法。所述钻井系统包括：冲击波发生装置，其伸入井筒内，所述冲击波发生装置用于通过脉冲放电的方式产生冲击波；与所述冲击波发生装置的上端相连接的连续管，所述连续管用于向所述冲击波发生装置输送钻井液，以使得所述冲击波发生装置产生的冲击波以钻井液为介质作用于岩石；与所述冲击波发生装置的下端相连接的喷嘴，所述喷嘴用于约束所述钻井液在受到所述冲击波的作用下，形成射流。本申请实施例提供的技术方案，能够对深部地层中硬度高的岩石进行有效破碎。

技术领域

本申请涉及石油天然气开采技术领域，特别涉及一种钻井系统及方法。

背景技术

钻井是石油勘探和油田开发的重要环节，而破岩技术是钻井工程的核心内容，提高钻井 破岩效率能够实现油气藏快速、低成本开发。随着我国中浅层油气勘探储量增长越来越缓慢， 未来勘探开发的重点将会转向深层油气资源。而在深井、超深井开发过程中由于地层致密、 硬度高且研磨性强，常规钻井方式将钻机的钻压和扭矩通过钻杆传递给钻头破碎岩石，随钻 井深度增加，机械能量利用效率降低，导致钻速降低、钻井周期增加、成本升高等问题，对 我国深层油气勘探开发造成严重制约，因此亟需一种用于深部硬地层的高效钻井新方法。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种钻井系统及方法，能够对深部地层中硬度高的岩石进行 有效破碎。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种钻井系统及方法是这样实现的：

一种钻井系统，所述钻井系统包括：

冲击波发生装置，其伸入井筒内，所述冲击波发生装置用于通过脉冲放电的方式产生冲 击波；

与所述冲击波发生装置的上端相连接的连续管，所述连续管用于向所述冲击波发生装置 输送钻井液，以使得所述冲击波发生装置产生的冲击波以钻井液为介质作用于岩石；

与所述冲击波发生装置的下端相连接的喷嘴，所述喷嘴用于约束所述钻井液在受到所述 冲击波的作用下，形成射流。

优选方案中，所述钻井系统还包括设置在地面上的供电装置；

所述供电装置通过设置在所述连续管内的电缆与所述冲击波发生装置相连接，用于给所 述冲击波发生装置供电。

优选方案中，所述冲击波发生装置中包括外壳、内壳和冲击波发生电路；

所述外壳与设置在所述外壳内的内壳形成腔体，并与所述连续管相连接，以使得所述连 续管向所述腔体输送钻井液；其中，所述内壳用于封装所述冲击波发生电路；

所述冲击波发生电路与所述电缆相连接，所述冲击波发生电路中包括变压器、整流器、 脉冲电容器组、空气开关和电极对；所述变压器的两个输出端之间包括串联的所述整流器和 所述脉冲电容器组；所述脉冲电容器组的两个输出端之间包括串联的所述空气开关和所述电 极对；所述电极对伸入所述腔体；其中，所述脉冲电容器组中包括至少一个脉冲电容器；所 述变压器用于将所述供电装置提供的第一交流电转换为第二交流电，其中，所述第二交流电 的电压高于所述第一交流电；所述整流器用于将所述第二交流电转换为直流电；所述空气开 关用于在所述脉冲电容器组内存储的电压达到指定电压阈值时，击穿空气，以将所述脉冲电 容器组内存储的电压施加于所述电极对上，以使得所述电极对产生冲击波。

优选方案中，当所述脉冲电容组中包括至少两个脉冲电容器时，所述脉冲电容器组中的 各个脉冲电容器之间采用并联的方式进行连接。

优选方案中，所述电极对中包括第一电极和第二电极；

所述第一电极与所述空气开关的一端相连接，所述空气开关的另一端与所述脉冲电容器 组相连接；

所述第二电极与所述脉冲电容器组的连接点，以及所述脉冲电容器组与所述变压器的一 个输出端的连接点，与地面相连接。