[發明專利]一種鉆井系統及方法

有效

• 申請號: 201810263809.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108533172B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 張輝;蔡志翔;李軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉飛;陳剛

本申請實施例公開了一種鉆井系統及方法。所述鉆井系統包括：沖擊波發生裝置，其伸入井筒內，所述沖擊波發生裝置用于通過脈沖放電的方式產生沖擊波；與所述沖擊波發生裝置的上端相連接的連續管，所述連續管用于向所述沖擊波發生裝置輸送鉆井液，以使得所述沖擊波發生裝置產生的沖擊波以鉆井液為介質作用于巖石；與所述沖擊波發生裝置的下端相連接的噴嘴，所述噴嘴用于約束所述鉆井液在受到所述沖擊波的作用下，形成射流。本申請實施例提供的技術方案，能夠對深部地層中硬度高的巖石進行有效破碎。

技術領域

本申請涉及石油天然氣開采技術領域，特別涉及一種鉆井系統及方法。

背景技術

鉆井是石油勘探和油田開發的重要環節，而破巖技術是鉆井工程的核心內容，提高鉆井 破巖效率能夠實現油氣藏快速、低成本開發。隨著我國中淺層油氣勘探儲量增長越來越緩慢， 未來勘探開發的重點將會轉向深層油氣資源。而在深井、超深井開發過程中由于地層致密、 硬度高且研磨性強，常規鉆井方式將鉆機的鉆壓和扭矩通過鉆桿傳遞給鉆頭破碎巖石，隨鉆 井深度增加，機械能量利用效率降低，導致鉆速降低、鉆井周期增加、成本升高等問題，對 我國深層油氣勘探開發造成嚴重制約，因此亟需一種用于深部硬地層的高效鉆井新方法。

發明內容

本申請實施例的目的是提供一種鉆井系統及方法，能夠對深部地層中硬度高的巖石進行 有效破碎。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種鉆井系統及方法是這樣實現的：

一種鉆井系統，所述鉆井系統包括：

沖擊波發生裝置，其伸入井筒內，所述沖擊波發生裝置用于通過脈沖放電的方式產生沖 擊波；

與所述沖擊波發生裝置的上端相連接的連續管，所述連續管用于向所述沖擊波發生裝置 輸送鉆井液，以使得所述沖擊波發生裝置產生的沖擊波以鉆井液為介質作用于巖石；

與所述沖擊波發生裝置的下端相連接的噴嘴，所述噴嘴用于約束所述鉆井液在受到所述 沖擊波的作用下，形成射流。

優選方案中，所述鉆井系統還包括設置在地面上的供電裝置；

所述供電裝置通過設置在所述連續管內的電纜與所述沖擊波發生裝置相連接，用于給所 述沖擊波發生裝置供電。

優選方案中，所述沖擊波發生裝置中包括外殼、內殼和沖擊波發生電路；

所述外殼與設置在所述外殼內的內殼形成腔體，并與所述連續管相連接，以使得所述連 續管向所述腔體輸送鉆井液；其中，所述內殼用于封裝所述沖擊波發生電路；

所述沖擊波發生電路與所述電纜相連接，所述沖擊波發生電路中包括變壓器、整流器、 脈沖電容器組、空氣開關和電極對；所述變壓器的兩個輸出端之間包括串聯的所述整流器和 所述脈沖電容器組；所述脈沖電容器組的兩個輸出端之間包括串聯的所述空氣開關和所述電 極對；所述電極對伸入所述腔體；其中，所述脈沖電容器組中包括至少一個脈沖電容器；所 述變壓器用于將所述供電裝置提供的第一交流電轉換為第二交流電，其中，所述第二交流電 的電壓高于所述第一交流電；所述整流器用于將所述第二交流電轉換為直流電；所述空氣開 關用于在所述脈沖電容器組內存儲的電壓達到指定電壓閾值時，擊穿空氣，以將所述脈沖電 容器組內存儲的電壓施加于所述電極對上，以使得所述電極對產生沖擊波。

優選方案中，當所述脈沖電容組中包括至少兩個脈沖電容器時，所述脈沖電容器組中的 各個脈沖電容器之間采用并聯的方式進行連接。

優選方案中，所述電極對中包括第一電極和第二電極；

所述第一電極與所述空氣開關的一端相連接，所述空氣開關的另一端與所述脈沖電容器 組相連接；

所述第二電極與所述脈沖電容器組的連接點，以及所述脈沖電容器組與所述變壓器的一 個輸出端的連接點，與地面相連接。