[發明專利]磨料射流鉆孔組裝件

有效

• 申請號: 00806818.6
• 申請日: 2000-04-27
• 公開（公告）號: CN1349585A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: 簡·杰特·布蘭格
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B21/00;E21B10/64
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張金熹

發明領域

本發明涉及一種鉆孔組裝件，用于在地下結構中鉆鑿井眼，該鉆孔組裝件包括伸入井眼中的鉆索組以及安裝在鉆索組下端的噴射裝置。噴射裝置向著巖石結構噴射高速的鉆孔流體液流以便沖蝕巖石，從而鉆出井眼。為提高鉆索組的穿透率，建議將磨料顆粒混入噴射液流中。

發明背景

在美國專利No.3838742中披露了這樣一種系統，其中，鉆索組設置有鉆頭尖，而鉆頭尖具有若干出口噴嘴。鉆孔流體包含磨料顆粒，它被泵送經由鉆索組通過噴嘴，用以產生高速射流，沖擊井眼底部。磨料顆粒與只是鉆孔流體的射流相比，使沖蝕過程加快。巖石切屑吸入液流中，液流通過鉆索組與井眼壁之間的環形間隙回至地面。從液流中取走巖石切屑后，泵送循環重復。已知系統的缺陷在于，磨料顆粒通過泵送設備及鉆索組的連續循環導至這些部件的磨損加速。已知系統的另一缺陷是，對鉆孔流體的流變學性能施加了限制，例如，要求流體具有較高的粘度，以便向上輸送磨料顆粒通過環形間隙。

發明概述

本發明的目的就是提出一種改進的鉆孔組裝件，用于在土壤結構中鉆鑿井眼，這種改進的鉆孔組裝件克服了已知系統的缺陷，能提供加快的穿透率，但不會加速鉆孔組裝件部件的磨損。

根據本發明，提出一種鉆孔組裝件，用于在土壤結構中鉆鑿井眼，該鉆孔組裝件包括鉆索具，它伸入于井眼中；和噴射裝置，它布置在鉆索具的下部分，噴射裝置設置有混合室，混合室具有第一入口，它與鉆孔流體供應管道處于流體聯通中；第二入口，它用于磨料顆粒；以及出口，它與噴射噴嘴進行流體聯通，噴射噴嘴布置成至少向井眼底部和井眼壁之一噴射磨料顆粒和鉆孔流體的液流，噴射裝置還設置有磨料顆粒再循環系統，用于將磨料顆粒在所選的位置從鉆孔流體中分出，在此處，液流至少從所述井眼底部和井眼壁之一流向井眼的上端；以及用于將被分出的磨料顆粒輸送至第二入口。

磨料顆粒再循環系統在液流沖擊巖石結構后，將磨料顆粒從液流中分出，以及將磨料顆粒送回至混合室。液流的其余部分除鉆鑿切屑外，基本不含磨料顆粒，此液流被送回至地面，并在除去鉆鑿切屑后，通過鉆孔組裝件進行再循環。這從而達到，磨料顆粒只通過鉆孔組裝件的下部分進行循環，而基本不含磨料顆粒的鉆孔流體則通過泵送設備而循環，還達到，對鉆孔流體不施加與磨料顆粒輸送至地面有關的流變學性能的限制。

合適的再循環系統包括在液流中產生磁場的裝置，而磨料顆粒包含這樣的材料，它承受由磁場感生的磁力作用，且產生的磁場是這樣的，它使磨料顆粒被所述磁力從鉆孔流體中分出。產生磁場的裝置包括，例如，至少一塊磁鐵。

在優選實施例中，鉆索具在其下端設置有鉆頭尖，而噴射噴嘴布置成在井眼被鉆頭尖鉆鑿時向著井眼壁噴射磨料顆粒和鉆孔流體的液流，以便將井眼的直徑擴大至遠大于鉆頭尖直徑的直徑。通過應用鉆頭尖鉆鑿井眼，以及將井眼直徑擴大至遠大于鉆頭尖直徑的直徑，諸如殼體或襯套的管能在鉆索具仍存在于井眼中時，安裝在井眼中。此后，鉆索具和鉆頭尖能通過此管回收至地面。

欲安裝在井眼中的管能由鉆索具構成，這時，鉆索具的內徑大于鉆頭尖的外徑，鉆頭尖可從鉆索具上拆卸，并設置有裝置，用于從鉆索具上拆卸鉆頭尖，以及用于通過鉆索具將鉆頭尖回收至地面。

附圖概述

下文將通過實例、參考附圖對發明進行更詳盡的說明，其中：

圖1示意地表示了根據本發明提出的鉆孔組裝件的一個實施例的縱向截面；

圖2示意地表示了沿圖1的方向II的透視圖的細節；

圖3示意地表示了圖1實施例中應用的一件部件；

圖4示意地表示了根據本發明提出的鉆孔組裝件的一個替代性實施例；而

圖5示意地表示了根據本發明提出的鉆孔組裝件的另一替代性實施例。

發明的實施例的詳細描述

圖中，相同的標號指示相同的部件。

圖1中表示了一種鉆孔組裝件，它包括鉆索組1，鉆索組1伸入于成形在土壤結構中的井眼2中；以及噴射裝置5，噴射裝置5布置在鉆索組1的下端，位于井眼2的底部7的附近，從而環形間隙8成形于鉆索組1與井眼2的壁之間。鉆索組1和噴射裝置5設置有流體通道9、9a，以便鉆孔流體如下所述地向著井眼底部噴射。噴射裝置5具有主體5a，它設置有混合室10。混合室10具有第一入口，它形為入口噴嘴12，與流體通道9、9a進行流體聯通；第二入口14，它用于磨料顆粒；以及出口，它形為指向井眼底部7的噴射噴嘴15。噴射裝置5還設置有延伸物5c，它位于鉆索組1的縱向，用以使噴射噴嘴15與井眼底部7保持選定的距離。