[發明專利]一種井下動力鉆井系統

在審

• 申請號: 201710256417.8
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106869782A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 宋先知;劉昱;李根生;黃中偉;鄭睿;田守嶒;史懷忠;王海柱
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B4/04
• 分類號: E21B4/04;E21B7/18;E21B10/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥,喬媛

1.一種井下動力鉆井系統，其特征是，所述鉆井系統包括氫氣輸送裝置、氧氣輸送裝置、牽引裝置、鉆井液輸送裝置、鉆井液抽取裝置以及鉆頭裝置，

其中，所述氫氣輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸送氫氣；

所述氧氣輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸入氧氣；

所述鉆井液輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸送鉆井液；

所述牽引裝置，用于對所述鉆頭裝置進行牽引；

所述鉆井液抽取裝置，用于抽取所述鉆頭裝置中的鉆井液；

所述鉆頭裝置，包括燃料電池、加熱裝置、加壓裝置以及鉆頭；

所述燃料電池，用于接收所述氫氣以及所述氧氣，使所述氫氣與所述氧氣發生反應并釋放出熱量與電能；

所述加熱裝置，用于吸收所述熱量以對所述鉆井液進行加熱氣化；

所述加壓裝置，用于在所述電能的作用下對氣化后的所述鉆井液進行加壓，將加壓后的鉆井液經過所述鉆頭噴出以進行射流鉆井。

2.根據權利要求1所述的鉆井系統，其特征是，所述氫氣輸送裝置包括：

氫氣儲氣箱、氫氣輸送管線以及氫氣加壓輸送泵；

所述氫氣儲氣箱在所述氫氣加壓輸送泵的作用下通過所述氫氣輸送管線向所述燃料電池輸送氫氣。

3.根據權利要求2所述的鉆井系統，其特征是，所述氧氣輸送裝置包括：

氧氣儲氣箱、氧氣輸送管線以及氧氣加壓輸送泵；

所述氧氣儲氣箱在所述氧氣加壓輸送泵的作用下通過所述氧氣輸送管線向所述燃料電池輸送氧氣。

4.根據權利要求3所述的鉆井系統，其特征是，所述鉆頭裝置還包括：

鉆頭鉆井液回收管、鉆頭鉆井液回收集箱、外殼以及鉆頭鉆井液輸送集箱；

所述加熱裝置包括加熱翅片以及加熱管；

所述加壓裝置包括防爆旋轉電機、電機固定盤、葉片固定盤以及加壓葉片；

所述鉆頭鉆井液輸送集箱焊接于所述外殼的表面，所述鉆頭鉆井液回收管的彎管段與所述鉆頭鉆井液回收集箱的外圓環面焊接，所述鉆頭鉆井液回收管的直段位于所述外殼外側環空間隙中，所述加熱管點焊于所述燃料電池的外殼環形面上，所述加熱翅片點焊于所述燃料電池的外殼及所述加熱管上，所述防爆旋轉電機通過螺釘固定于所述電機固定盤上，所述電機固定盤焊接于所述外殼內環面內壁，所述防爆旋轉電機主軸與所述葉片固定盤上表面進行承插焊，所述加壓葉片通過高強度螺釘固定于所述葉片固定盤上，所述鉆頭與所述葉片固定盤下表面進行承插焊，所述防爆旋轉電機通電轉動并帶動所述加壓葉片及所述鉆頭轉動。

5.根據權利要求4所述的鉆井系統，其特征是，所述鉆井液輸送裝置包括：

鉆井液輸送管線、鉆井液加壓輸送泵以及鉆井液儲箱；

所述鉆井液輸送管線在所述鉆井液加壓輸送泵的作用下抽取鉆井液并加壓后輸送至所述鉆頭鉆井液輸送集箱中，所述鉆頭鉆井液輸送集箱的下端為環空，使所述鉆井液進入到所述鉆頭裝置內部。

6.根據權利要求5所述的鉆井系統，其特征是，所述鉆井液抽取裝置包括：

鉆井液回收管線以及鉆井液抽取泵；

所述鉆頭鉆井液回收管對所述鉆井液進行回收至所述鉆頭鉆井液回收集箱，所述鉆井液回收管線在所述鉆井液抽取泵的作用下抽取所述鉆頭鉆井液回收集箱內部的鉆井液并加壓后輸送至所述鉆井液儲箱中。

7.根據權利要求6所述的鉆井系統，其特征是，所述牽引裝置包括：

絞盤以及連續油管；

所述連續油管通過所述絞盤對所述鉆頭裝置進行牽引，所述連續油管的下端焊接于所述鉆頭的外殼的表面，所述鉆井液回收管線、所述鉆井液輸送管線、所述氫氣輸送管線以及所述氧氣輸送管線通過所述連續油管與所述鉆頭裝置進行傳輸。

8.根據權利要求4所述的鉆井系統，其特征是，所述燃料電池包括相對結合的空氣流場板以及氫氣流場板，所述空氣流場板為圓環形，包括空氣圓孔流道、空氣氣體擴散腔以及空氣冷卻流道，所述氫氣流場板為圓環形，包括氫氣圓孔流道、氫氣氣體擴散腔以及氫氣冷卻流道，所述空氣冷卻流道與所述氫氣冷卻流道相互對應形成環狀流道。