[发明专利]钻井装置及地热系统的建库方法

权利要求书

1.一种钻井装置，其特征在于，包括：置于地上的用于输送毫米波的波源发生装置（1）和用于输送气体的供气装置（2）、以及置于地下的波导管（3）、定向器（4）和钻头（5）；其中，

所述波源发生装置（1）和所述供气装置（2）均与所述波导管（3）的第一端相连通，所述钻头（5）与所述波导管（3）的第二端相连通，所述钻头（5）用于喷射所述波导管（3）接收到的毫米波和气体；所述波导管（3）与钻设的井筒（6）之间具有间隙以形成与地面相连通的返流通道（7）；

所述毫米波用于粉碎地下岩层，所述气体用于吹扫粉碎后的岩层，并携带粉碎后的岩层经所述返流通道（7）输送至地面；

所述定向器（4）设置于所述波导管（3）的第二端，用于带动所述波导管（3）转向，以使所述波导管（3）沿预设方向钻井；

所述波导管（3）包括：均具有预设柔度的内管（31）和外管（32）；其中，所述外管（32）套设于所述内管（31）的外部，所述内管（31）与所述外管（32）之间具有间隙以形成与所述供气装置（2）相连通的输气通道（33），并且，所述外管（32）与所述井筒（6）之间具有间隙以形成所述返流通道（7）；

所述内管（31）的第一端与所述波源发生装置（1）相连接，所述外管（32）的第一端与所述内管（31）的第一端相对应，所述内管（31）的第二端和所述外管（32）的第二端均与所述钻头（5）相连通，所述定向器（4）设置于所述外管（32）的第二端；

置于地上的第一连接管（8）和第二连接管（9）；其中，

所述第一连接管（8）套设于所述第二连接管（9）的外部，所述第二连接管（9）的第一端与所述波源发生装置（1）相连通，所述第二连接管（9）的第二端与所述内管（31）的第一端相连通；

所述第一连接管（8）的第一端与所述第二连接管（9）的第一端处的外壁相连接，所述第一连接管（8）的第二端与所述外管（32）的第一端相连接，所述第一连接管（8）的侧壁开设有与所述供气装置（1）相连通的开孔。

2.根据权利要求1所述的钻井装置，其特征在于，所述钻头（5）包括：壳体（51）和喷嘴；其中，

所述壳体（51）的第一端与所述外管（32）的第二端相连接，所述壳体（51）的第二端为缩口结构，所述内管（31）的第二端置于所述壳体（51）内；

所述喷嘴设置于所述壳体（51）的第二端。

3.根据权利要求1所述的钻井装置，其特征在于，还包括：

置于地上的隔离器（11），所述波源发生装置（1）通过所述隔离器（11）与所述波导管（3）的第一端相连通；和/或，

置于地上的分离装置（12），与所述返流通道（7）相连通，用于接收并分离所述粉碎后的岩层和气体。

4.一种地热系统的建库方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定步骤，确定目标地层；

第一钻设步骤，由地面向所述目标地层钻设第一井，所述第一井为水平井；

第二钻设步骤，由所述第一井的水平段的终端所对应的地面处向所述目标地层钻设第二井；

连通步骤，在所述第一井与所述第二井之间钻设至少一个连通通道；

其中，所述第一井、所述第二井和各所述连通通道均是采用如权利要求1至3中任一项所述的钻井装置钻设的。

5.根据权利要求4所述的地热系统的建库方法，其特征在于，

当所述第二井为垂直井时，

所述第二钻设步骤中，所述第二井与所述第一井的水平段相连通；

所述连通步骤中，在所述第一井的水平段的上方且在所述第一井的垂直段与所述第二井之间钻设至少一个连通通道。

6.根据权利要求5所述的地热系统的建库方法，其特征在于，所述连通步骤中，

第m个连通通道的钻设位置为：X_m=（m+1）d/n；上式中，d为所述目标地层的厚度，n为大于1的自然数，X_m为由目标地层的最下方的临界面与第m个连通通道之间的垂直距离。