[发明专利]钻井装置及钻井方法

说明书

本发明涉及一种钻井装置钻井方法，涉及石油工程钻井技术领域。本发明的钻井装置包括用于设置在井筒中的钻具和设置在所述钻具上的振动装置，所述振动装置与所述第一通道相连通，当流体流过所述振动装置时，所述振动装置产生振动从而使所述钻具和/或所述井筒上粘附的附着物脱落，能够避免形成泥饼圈造成钻具卡钻等事故，并大大降低了地层出水对气体钻井的影响。

技术领域

本发明涉及石油工程钻井技术领域，特别地涉及一种钻井装置钻井方法。

背景技术

气体(包括空气、氮气、天然气等)钻井是以高压气体替代普通钻井液，把钻井过程中产生的岩屑携带到地面同时对钻头进行冷却降温，然后经过专用排砂管线排人至废砂坑的一种钻井模式。气体钻井技术能最大程度的提高机械钻速，钻速可达常规泥浆钻井的3-8倍，同时也是解决井漏，保护和发现油气层最有效的方法之一，在油气田勘探开发中发挥了积极作用。

但是，采用气体钻井技术也具有一定的局限性。例如地层一旦出水，环空中粉尘和岩屑遇到地层水时相互结块，形成大的岩屑团，当岩屑团无法被气体带出井筒时便在井筒某处粘附聚集，继而形成泥饼圈，并粘附在井壁和钻具上，堵塞环空通道，如不及时采取措施，最终将导致卡钻或其它井下复杂事故。

当气体钻井地层出水时，现有技术中采用的方法是，采用增大气体排量、转换雾化钻井、泡沫钻井等措施，以提高对地层出水的适应性，或者在循环气体中添加吸水剂等措施来降低地层出水影响，上述方法的适用范围有限，尤其是当地层出水量较大时，只能转换回常规的泥浆钻井方式，因此也就失去了气体钻井的优点。

因此针对气体钻井过程中地层出水，岩屑粉尘遇到地层水时相互结块，并粘附在井壁和钻具上，堵塞环空通道，导致卡钻等井下复杂问题，需要一种新的钻井装置和/或方法。

发明内容

本发明提供一种钻井装置，用于至少解决上述一个技术问题。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种钻井装置，包括用于设置在井筒中的钻具，所述钻具中设置有第一通道，所述钻具的第一端和第二端分别为所述第一通道的入口和出口；

所述钻具的外壁和所述井筒的内壁形成第二通道，所述井筒的上端为所述第二通道的出口，所述第一通道的出口和所述第二通道的入口相连通；

流体从所述钻具的第一端进入所述第一通道，并从所述钻具的第二端排出第一通道至所述第二通道时，将钻井过程中产生的岩屑同时排出至所述第二通道，并且流体带动岩屑从所述第二通道的出口排出所述井筒；

还包括设置在所述钻具上的振动装置，所述振动装置与所述第一通道相连通，当流体流过所述振动装置时，所述振动装置产生振动从而使所述钻具和/或所述井筒上粘附的附着物脱落。

在一个实施方式中，所述振动装置为声波振动发生器。

在一个实施方式中，所述振动装置为喷注式声波发生器或帕尔曼声波发生器。

在一个实施方式中，所述喷注式声波发生器包括主体、设置在所述主体内部的喷嘴以及设置在所述喷嘴的出口处的谐振元件，所述谐振元件具有谐振腔，所述谐振腔与所述喷嘴的出口相对设置，且与所述喷嘴共轴线。

在一个实施方式中，所述喷嘴的出口喷射出的流体的射流频率与所述谐振腔的本征频率一致。

在一个实施方式中，所述喷注式声波发生器还包括调节支座，所述调节支座分别与所述喷嘴和所述谐振元件相连，以将所述谐振元件固定在所述喷嘴的出口处。

在一个实施方式中，所述调节支座包括可调节连接部，所述谐振元件上远离所述谐振腔的一端与所述可调节连接部相连，所述可调节连接部使所述谐振腔与所述喷嘴的出口之间的距离可调节。