[發明專利]水力脈沖空化射流鉆井方法

有效

• 申請號: 200910169122.2
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101705789A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 李根生;牛繼磊;黃中偉;史懷忠
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種水力脈沖空化射流鉆井方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：在鉆井作業中，通過使用于沖擊井底的連續穩定的液體流的橫 截面的面積產生周期性變化，將所述連續穩定的液體流轉換為脈沖流動液體； 所述步驟1具體為：所述連續穩定的液體流經水力脈沖空化射流鉆井裝置的 本體上端的流體入口段進入所述水力脈沖空化射流鉆井裝置的導流部，對所 述水力脈沖空化射流鉆井裝置的脈沖發生器產生切向力迫使所述脈沖發生器 內部的葉輪高速旋轉改變流道面積，使所述連續穩定流動的液體產生脈沖， 形成所述脈沖流動液體；

步驟2：所述脈沖流動液體被放大并產生諧振，轉換為脈沖諧振流動液 體；所述步驟2具體為：所述脈沖流動液體進入所述水力脈沖空化射流鉆井 裝置的自激振蕩腔室，在所述自激振蕩腔室放大并產生流體諧振，形成所述 脈沖諧振流動液體；

步驟3：將所述脈沖諧振流動液體高速射入相對靜止的液體中，產生空 化現象；

步驟4：使產生所述空化現象的所述脈沖諧振流動液體的壓力產生波動； 使壓力波動的所述脈沖諧振流動液體產生反饋壓力諧振；利用所述反饋壓力 諧振產生流體聲諧共振，提高所述脈沖諧振流動液體的流速，射入相對靜止 的液體中，產生空化，使井底產生空蝕破壞；所述脈沖諧振流動液體以波動 壓力的方式沖擊井底。

2.如權利要求1所述的水力脈沖空化射流鉆井方法，其特征在于，所述 步驟4之后還包括：

步驟5：把水力脈沖空化射流引入自振空化噴嘴鉆頭，用以形成高效 水力、機械聯合破巖。

3.如權利要求2所述的水力脈沖空化射流鉆井方法，其特征在于，所述 步驟5之后還包括：

步驟6：把自激振蕩腔室與自振空化噴嘴鉆頭短接，用以提高破巖效 率。

4.如權利要求1所述的水力脈沖空化射流鉆井方法，其特征在于，所述 步驟1中，將所述連續穩定的液體流轉換為脈沖流動液體的具體過程為：依 照預先設定的頻率對所述連續穩定的液體流的橫截面進行周期性擾動。

5.如權利要求1所述的水力脈沖空化射流鉆井方法，其特征在于，所述 步驟3具體為：風琴管諧振腔將流入其中的所述脈沖諧振流動液體放大，產 生流體聲諧共振，所述脈沖諧振流動液體高速射入形成流體高速射流，使噴 嘴出口射流變成斷續渦環流，所述渦環流在高剪切運動中不斷壯大，使所述 噴嘴出口射流產生較大的壓力脈沖，形成脈沖射流，誘發空化發生。