[發明專利]具有熱力射流鉆頭的鉆井系統

有效

• 申請號: 201710549676.X
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107165576B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 宋先知;劉昱;李根生;黃中偉;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: E21B7/14
• 分類號: E21B7/14;E21B4/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;錢能

本發明公開了一種具有熱力射流鉆頭的鉆井系統，其涉及石油工程鉆井技術領域，該具有熱力射流鉆頭的鉆井系統包括：熱力射流鉆頭，熱力射流鉆頭包括：鉆頭固定盤，鉆頭固定盤上設置有熱力射流單元和水冷流道；設置在鉆頭固定盤上的鉆頭驅動電機；與鉆頭驅動電機相傳動連接的鉆頭；設置在鉆頭固定盤上的熱力射流反應腔單元；熱力射流點火單元，其用于對熱力射流反應腔單元進行點火；輸送管線單元，其向熱力射流鉆頭中的熱力射流反應腔單元、水冷流道、熱力射流點火單元輸送相應的流體和電力；與輸送管線單元相連接的燃料輸送單元；與輸送管線單元相連接的氧氣輸送單元；與輸送管線單元相連接的鉆井液輸送單元；鉆井液回收單元，其能與油井井口相連通以回收井下返排至地面的流體。

技術領域

本發明涉及石油工程鉆井技術領域，特別涉及一種具有熱力射流鉆頭的鉆井系統。

背景技術

我國中東部油田均已逐漸進入開發后期，剩余油氣資源中約40％處于深部地層(＞4500m)。近年來發現的特大油氣田，如塔里木、川東北、松遼油田等均處于深部地層，因此深層油氣的勘探開發已經成為我國油氣發展的重大戰略需求。深部地層巖石硬度高，可鉆性差，隨著井深的增加，鉆機機械能量和水力能量沿程損失大，能量有效利用率低，常規機械方法鉆速低、周期長，制約了我國深層油氣的高效開發進程。因此亟需開發一種適用于深層硬地層的高效具有熱力射流鉆頭的鉆井系統，以實現我國油氣資源可持續發展的戰略目標。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明實施例所要解決的技術問題是提供了一種具有熱力射流鉆頭的鉆井系統，能夠對深部地層中硬度高的巖石進行有效破碎。

本發明實施例的具體技術方案是：

一種具有熱力射流鉆頭的鉆井系統，所述具有熱力射流鉆頭的鉆井系統包括：

熱力射流鉆頭，所述熱力射流鉆頭包括：鉆頭固定盤，所述鉆頭固定盤上設置有能夠進行伸縮的熱力射流單元以及用于輸送冷卻水的水冷流道；

設置在所述鉆頭固定盤上的鉆頭驅動電機；

與所述鉆頭驅動電機相傳動連接的鉆頭；

設置在所述鉆頭固定盤上的熱力射流反應腔單元，其與所述熱力射流單元相連通并用于生成熱力射流流體，并將所述熱力射流流體輸送給所述熱力射流單元；

熱力射流點火單元，所述熱力射流點火單元用于對熱力射流反應腔單元進行點火；

輸送管線單元，所述輸送管線單元向所述熱力射流鉆頭中的熱力射流反應腔單元、水冷流道、熱力射流點火單元輸送相應的流體和電力；

與輸送管線單元相連接的燃料輸送單元，其用于將燃料氣體加壓后輸送至輸送管線單元；

與輸送管線單元相連接的氧氣輸送單元，其用于將氧氣加壓后輸送至輸送管線單元；

與輸送管線單元相連接的鉆井液輸送單元，其用于將鉆井液加壓后送至輸送管線單元；

鉆井液回收單元，其能與油井井口相連通以回收井下返排至地面的鉆井液和/或冷卻水。

在一種優選的實施方式中，所述熱力射流單元包括：在所述鉆頭固定盤內開設的貫穿孔、設置在所述貫穿孔內的第一彈簧、與所述第一彈簧相抵的第一伸縮管、設置在所述第一伸縮管內的第二彈簧以及第二伸縮管，所述第一彈簧的上端能與所述鉆頭固定盤相固定，所述第二彈簧與所述第二伸縮管相連接，所述第二伸縮管能在所述第一伸縮管中滑動以使所述第二伸縮管的下端伸出所述貫穿孔。