[發明專利]高頻脈沖射流共振鉆井裝置及其鉆井方法

有效

• 申請號: 201110394711.8
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102493768A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李瑋;閆鐵;畢雪亮
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24;E21B7/18;E21B28/00;F03B13/02;E21B49/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

1.一種高頻脈沖射流共振鉆井裝置，其特征在于：這種高頻脈沖射流共振鉆井裝置包括有外鋼套（16），外鋼套（16）一端與上轉換接頭（1）連接，另一端與下轉換接頭（17）連接，上轉換接頭（1）通過螺紋與鉆鋌（19）相連接，下轉換接頭（17）通過螺紋與鉆頭（21）連接；外鋼套（16）內從上到下依次安裝小型水輪發電機、密度測井儀（5）、聲波測井儀（7）、控制器（9）、超聲換能器；小型水輪發電機由葉片（2）和發電機（3）構成，葉片（2）安裝在發電機（3）上方，超聲換能器包括固定端（11）、換能器（13）、變幅桿（15），外鋼套與變幅桿（15）相對應的部位有一個縮徑段；密度測井儀（5）、聲波測井儀（7）、控制器（9）連接后，它們的內腔相通，形成鉆井液通道（14）。

2.根據權利要求1所述的高頻脈沖射流共振鉆井裝置，其特征在于：所述的小型水輪發電機為通用液動發電機。

3.根據權利要求2所述的高頻脈沖射流共振鉆井裝置，其特征在于：所述的密度測井儀（5）為中子密度測井儀器。

4.根據權利要求2所述的高頻脈沖射流共振鉆井裝置，其特征在于：所述的聲波測井儀（7）為普通單發雙收聲波測井儀器。

5.根據權利要求2所述的高頻脈沖射流共振鉆井裝置，其特征在于：所述的變幅桿（15）為指數形或懸鏈形變幅桿，材料可以為鋼制或銅質。

6.一種權利要求1所述的高頻脈沖射流共振鉆井裝置的鉆井方法，其特征在于：這種高頻脈沖射流共振鉆井裝置的鉆井方法如下，

1）在室內通過高壓大排量泵組檢查高頻脈沖射流共振鉆井裝置（20）工作是否正常，并下入井底；

2）循環鉆井液，并旋轉鉆柱，通過調整鉤載并給鉆頭（21）施加鉆壓，循環鉆井液后小型水輪發電機發電，設備開始工作；

3）控制器（9）給密度測井儀（5）和聲波測井儀（7）分配工作電流，密度測井儀（5）測試當前鉆井地層的巖石密度，聲波測井儀（7）測試當前地層聲波時差數據，這些數據最終反饋到控制器（9）；

4）控制器（9）分析密度測井儀（5）和聲波測井儀（7）產生的數據，對巖石材料的幅頻特征進行掃描，確定巖石材料的共振頻率；

5）控制器（9）在當前地層巖石材料共振頻率范圍中，選擇一個低于最大值的點作為最佳共振頻率；?

?6）控制器（9）為換能器（13）分配高頻激勵電信號，換能器（13）和變幅桿（15）將高頻激勵電信號轉換為超聲波信號，并傳遞給鉆井液；

7）鉆井液通過鉆頭（21）形成高頻脈沖射流沖擊井底，使井底巖石達到共振狀態，

8）當地層巖性改變時，其共振頻率發生改變，密度測井儀（5）和聲波測井儀（7）測試數據也會發生改變，控制器（9）根據密度測井儀（5）和聲波測井儀（7）提供的數據重新給換能器（13）分配高頻激勵電信號，再次使高頻脈沖射流頻率達到地層巖石共振的共振頻率，再一次實現共振破巖。