[發明專利]基于等離子通道與機械鉆具聯合裝置及其鉆井方法

有效

• 申請號: 201810449371.6
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108661554B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 李沼萱;閆鐵;候兆凱;李瑋;孫士慧;逯廣東
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B10/00;E21B17/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

1.一種基于等離子通道與機械鉆具聯合裝置，其特征是：這種基于等離子通道與機械鉆具聯合裝置包括鉆桿（4）、雙內室連接桿（6）、壓力伸縮桿（8）、鉆頭（7）、接地電極（18）、高壓電極（19），雙內室連接桿（6）內腔被分隔為電氣室（22）與鉆井液通道，電氣室（22）為封閉的，電氣室（22）內安裝有電氣感應裝置；雙內室連接桿（6）上端連接鉆桿（4），鉆桿（4）頂端安裝有轉盤（3），鉆桿（4）內壁具有電纜通道（2），電纜（1）穿過電纜通道（2）并與電氣室（22）內的直流電源（11）連接，雙內室連接桿（6）下端連接壓力伸縮桿（8），壓力伸縮桿（8）與鉆頭（7）連接，壓力伸縮桿（8）上安裝壓力感應裝置（12），壓力感應裝置（12）與電氣感應裝置連接，鉆頭（7）的中心水眼內設置有隔板，隔板一側為隔斷式水眼，接地電極（18）和高壓電極（19）安裝在隔板另一側并裸露出來；電氣室（22）內的電極連接裝置（16）下端穿過壓力伸縮桿（8）進入鉆頭（7），并分別與接地電極（18）、高壓電極（19）連接。

2.根據權利要求1所述的基于等離子通道與機械鉆具聯合裝置，其特征是：所述的電氣感應裝置包括電容器（9），電容器（9）分別通過電纜線（17）與電極連接裝置（16）、觸發開關（10）、直流電源（11）連接，直流電源（11）通過電纜線（17）與壓力感應裝置（12）、電阻裝置（13）一端連接，電阻裝置（13）的另一端通過電纜線（17）與電感裝置（14）相連，電感裝置（14）的另一端通過電纜線（17）與觸發開關（10）連接，觸發開關（10）通過電纜線（17）與電極連接裝置（16）連接；接地桿（15）一端通過電極連接裝置（16）與接地電極（18）相連，接地桿（15）另一端穿過雙內室連接桿（6）內壁與外面的地層接觸。

3.其特征是：所述的雙內室連接桿（6）通過中間連接裝置（5）與鉆桿（4）相連，雙內室連接桿（6）具有底板，該底板上設置有鉆井液通孔（20），該底板與電氣室（22）的底板為一體的。

4.一種權利要求1-3之一所述的基于等離子通道與機械鉆具聯合裝置的鉆井方法，其特征是：該方法包括如下步驟：

首先是電纜（1）為直流電源（11）提供電力支持，電容器（9）、觸發開關（10）、電阻裝置（13）、電感裝置（14）、接地桿（15）、電極連接裝置（16）、接地電極（18）和高壓電極（19）產生高電壓沖擊電流，形成等離子通道，鉆桿內壁設計電纜通道（2），在鉆頭（7）上面設計出雙內室連接桿（6），將高壓電極（19）和接地電極（18）設置于鉆頭（7）上，高壓電極（19）和接地電極（18）基于電氣感應裝置而工作，鉆頭（7）由轉盤（3）、鉆桿（4）帶動旋轉，實現了鉆頭（7）、高壓電極（19）和接地電極（18）同時工作；

轉盤（3）帶動整個鉆頭（7）開始鉆井，采用等離子通道鉆井與機械鉆具鉆井相互配合的方式進行鉆井，高壓電極（19）和接地電極（18）不斷的將巖石破碎出孔道，鉆頭（7）緊接著開始鉆進，高壓電極（19）和接地電極（18）安裝在隔斷式水眼（20）處，隔斷式水眼（20）提供了鉆井液的通道，遇到難鉆地層時，壓力伸縮桿（8）會有小幅度的收縮，為鉆頭（7）提供一個緩沖的機會，減少鉆頭（7）磨損；

利用壓力伸縮桿（8）和壓力感應裝置（12）為直流電源（11）的電流強弱提供信號，使直流電源（11）改變輸出電流強度，從而改變等離子通道破碎巖石的強度，鉆進效率和鉆進速度。