[發(fā)明專利]用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置及鉆井方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810450014.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN108612475B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李沼萱;閆鐵;候兆凱;孫曉峰;劉維凱;李思琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;E21B17/00;E21B47/12
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發(fā)明涉及一種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置的鉆井方法，其中用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置的雙腔連接室內(nèi)腔被分隔為左側(cè)腔室、右側(cè)腔室，右側(cè)腔室內(nèi)安裝有激光發(fā)生器，激光發(fā)射器通過第一連接裝置連接在激光發(fā)生器下方，雙腔連接室內(nèi)腔安裝有信號(hào)傳輸系統(tǒng)，信號(hào)傳輸系統(tǒng)的右端與激光發(fā)生器連接，左端與壓力感應(yīng)裝置連接，雙腔連接室上端依次連接鉆桿、第一轉(zhuǎn)盤，鉆桿內(nèi)壁有電纜槽，電纜穿過電纜槽并與右側(cè)腔室內(nèi)的激光發(fā)生器連接，雙腔連接室下端分別通過第一連接裝置、第二連接裝置與激光發(fā)射器、第二轉(zhuǎn)盤連接，第二轉(zhuǎn)盤依次連接壓力盤組、鉆頭，鉆頭的中心位置設(shè)置水眼。本發(fā)明通過激光切和機(jī)械研磨配合的方式進(jìn)行鉆井，提高了鉆進(jìn)速度。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及鉆井工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置及鉆井方法。

背景技術(shù)：

鉆井是石油開采的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前諸多科學(xué)研究人員不斷探索新型、有效的鉆井方法，其中包括激光法、電弧法、爆炸法、電子束法、電火花法等，其中激光鉆井技術(shù)包含鉆進(jìn)速度快，鉆頭磨損小等優(yōu)點(diǎn)，但這項(xiàng)技術(shù)還處于試驗(yàn)研究階段，很多方面需要?jiǎng)?chuàng)新和深入研究，針對(duì)于這種新型的鉆井方式，亟需一種新型激光鉆井方式與鉆頭來滿足鉆井石油開采的需要。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置，這種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置用于解決現(xiàn)有技術(shù)中激光鉆井或機(jī)械研磨技術(shù)單一工作的問題，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置的鉆井方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

這種用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置包括鉆桿、雙腔連接室、激光發(fā)射器、鉆頭、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、壓力感應(yīng)裝置，雙腔連接室內(nèi)腔被分隔為左側(cè)腔室、右側(cè)腔室，右側(cè)腔室內(nèi)安裝有激光發(fā)生器，雙腔連接室上端連接鉆桿，鉆桿頂端安裝有第一轉(zhuǎn)盤，鉆桿內(nèi)壁具有電纜槽，電纜穿過電纜槽并與雙腔連接室右側(cè)腔室內(nèi)的激光發(fā)生器連接，雙腔連接室右側(cè)腔室下方安裝有第一連接裝置，激光發(fā)射器通過第一連接裝置連接在激光發(fā)生器下方，雙腔連接室左側(cè)腔室下方通過第二連接裝置與第二轉(zhuǎn)盤連接，第二轉(zhuǎn)盤下方安裝有壓力盤組，壓力盤組的內(nèi)部安裝有壓力感應(yīng)裝置，鉆頭通過第三連接裝置安裝在壓力盤組的下方，鉆頭的中間位置設(shè)置有水眼；壓力感應(yīng)裝置通過信號(hào)傳輸系統(tǒng)連接激光發(fā)生器。

上述方案中信號(hào)傳輸系統(tǒng)安裝在雙腔連接室內(nèi)腔，信號(hào)傳輸系統(tǒng)右端通過電纜與激光發(fā)生器連接，信號(hào)傳輸系統(tǒng)左端通過電纜與壓力感應(yīng)裝置連接。

上述方案中雙腔連接室的內(nèi)腔為兩個(gè)獨(dú)立空腔，其中左側(cè)腔室具有鉆井液通道，鉆井液通道穿過雙腔連接室的底板，鉆井液通道與第二連接裝置、第二轉(zhuǎn)盤、壓力盤組、第三連接裝置、鉆頭的水眼相通，鉆頭的水眼為圓柱型水眼。

上述用于激光鉆井和機(jī)械研磨配合裝置的鉆井方法。該方法包括如下步驟：

首先是在鉆桿內(nèi)壁設(shè)計(jì)電纜槽，通過一個(gè)雙腔連接室實(shí)現(xiàn)了鉆頭和激光發(fā)射器同時(shí)工作，利用壓力盤組上的壓力感應(yīng)裝置作為激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束強(qiáng)弱的標(biāo)志；

具體操作是第一轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)配合裝置進(jìn)行公轉(zhuǎn)，鉆頭和激光發(fā)射器圍繞同一個(gè)公轉(zhuǎn)圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)先切割再機(jī)械研磨的激光鉆井方式，在鉆井過程中，鉆井液通過鉆桿，進(jìn)入雙腔連接室的左側(cè)腔室再通過水眼從鉆頭流出，第二轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)鉆頭的自轉(zhuǎn)；

電纜安裝在鉆桿內(nèi)壁的電纜槽內(nèi)部，其下端連接激光發(fā)生器，電纜槽和所述的雙腔連接室起到了防水的作用，其中壓力盤組包含四層，激光發(fā)射器包含四個(gè)激光頭，當(dāng)遇到難鉆的地層，鉆進(jìn)速度變慢的時(shí)候，通過壓力感應(yīng)裝置會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，壓力盤組檔位發(fā)生變化，通過信號(hào)傳輸系統(tǒng)將信號(hào)傳遞給激光發(fā)生器，激光發(fā)生器增加激光發(fā)射器中激光頭的使用數(shù)目，達(dá)到增強(qiáng)激光束的目的，并增大激光切割強(qiáng)度，改善鉆進(jìn)速度，并且一直保持在一個(gè)最優(yōu)鉆進(jìn)速度上。

有益效果：

1.本發(fā)明是一種利用激光鉆井和機(jī)械研磨配合鉆井的裝置，通過激光切和