[发明专利]一种智能水力脉冲射流振动钻井装置

权利要求书

1.一种智能水力脉冲射流振动钻井装置，其特征在于，包括一钻井工具本体(1)和一智能测控系统，

所述钻井工具本体(1)的中部设置有隔环装置(6)，隔环装置(6)将钻井工具本体(1)分为位于上部的脉冲射流部(11)和位于下部的振动冲击部(12)；

所述脉冲射流部(11)自上而下依次设置有密封环(2)、导流体(3)、叶轮装置(4)和自激振荡喷嘴(5)，形成脉冲射流通路，其中所述导流体(3)内设有球阀(30)和球阀控制器，所述球阀(30)与所述球阀控制器相连；

所述智能测控系统设置于密封环(2)内，包括控制器、随钻方位伽马能谱测井仪、多个传感器和无线传输器，

所述随钻方位伽马能谱测井仪，设置于密封环(2)的内壁，用于实时测量岩层中岩性天然放射性的强弱，实现划分岩层、判别岩性的功能采集井下地层流体的粘度，密度，介电常数和温度；

多个传感器包括压力传感器、三轴加速度传感器和双轴倾角传感器，

所述压力传感器设置于密封环(2)内和钻井工具本体(1)前端的外壁，用于采集密封环(2)内流体压力和采集地层对于钻井工具本体(1)前端入口施加的压力值；

所述三轴加速度传感器，设置于密封环(2)内，用于测量近钻头工具X、Y、Z三轴加速度，通过振动强度和振动频率分析工具的振动情况；

所述双轴倾角传感器，设置于密封环(2)的内壁，用于测量X、Y轴的倾角来计算当前井斜角；

所述球阀控制器、所述随钻方位伽马能谱测井仪、所述压力传感器、所述三轴加速度传感器、所述双轴倾角传感器、所述无线传输器通过信号线均与所述控制器相连；

其中，多个传感器采集信息并将采集到的信息发送至控制器；

控制器对多个传感器采集的信息进行分析，并根据分析结果向球阀控制器下达指令，从而改变导流体(3)的导流通道的闭合大小；

此外，随钻方位伽马能谱测井仪实时采集井下岩性的信息，并将该信息先传递至控制器，再由控制器通过无线传输器上传至地面。

2.如权利要求1所述的智能水力脉冲射流振动钻井装置，其特征在于，

所述振动冲击部(12)包括传动杆(7)、传动杆套(8)和密封塞(9)，所述传动杆套(8)套设在钻井工具本体(1)下部内，所述传动杆套(8)的顶端与所述隔环装置(6)的底面之间通过所述密封塞(9)密封连接；所述传动杆(7)自下而上依次穿设于所述传动杆套(8)和所述密封塞(9)内，且所述传动杆(7)和所述密封塞(9)内设有相互连通的振动冲击通道(70)，所述隔环装置(6)包括隔套部(62)，所述密封塞(9)的顶端设置于所述隔套部(62)的下方，且所述隔套部(62)出口与所述密封塞(9)的振动冲击通道(70)相连通。

3.如权利要求1所述的智能水力脉冲射流振动钻井装置，其特征在于，

所述密封环(2)的上部设置有外螺纹，所述钻井工具本体(1)上端内壁设置有内螺纹，所述密封环(2)的上部套设在钻井工具本体(1)上端内壁且通过螺纹连接；

所述导流体(3)的上端面和下端面分别设置有导流进口(31)和导流出口(32)，导流进口(31)和导流出口(32)之间通过导流通道连通；

所述密封环(2)的底部套设在导流体(3)的上端，且所述密封环(2)底端与所述导流体(3)的导流进口(31)相连通；

所述叶轮装置(4)包括叶轮和叶轮座，所述叶轮设置在叶轮座上，叶轮座内开设有钻井液孔，所述叶轮位于导流体(3)的导流出口(32)的下方，用于承接从导流出口(32)流入的钻井液，

所述自激振荡喷嘴(5)的进液口与叶轮座内的钻井液孔的出口对接。

4.如权利要求3所述的智能水力脉冲射流振动钻井装置，其特征在于，

所述导流进口(31)和所述导流出口(32)均为矩形口，且所述导流进口(31)大、所述导流出口(32)小，连通所述导流进口(31)和所述导流出口(32)的导流通道的纵截面为上底大、下底下的梯形截面。

5.如权利要求4所述的智能水力脉冲射流振动钻井装置，其特征在于，

所述导流体(3)内横向设置有球阀孔(33)，所述球阀孔(33)与所述导流通道交叉相连，所述球阀(30)设置于球阀孔(33)内，能控制钻井液的流速。