[發明專利]鉆井裝置及鉆井方法

在審

• 申請號: 202010237176.4
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN113464054A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 岳慧;丁士東
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B21/16;E21B31/107;E21B17/18
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張高潔

本發明涉及一種鉆井裝置鉆井方法，涉及石油工程鉆井技術領域。本發明的鉆井裝置包括用于設置在井筒中的鉆具和設置在所述鉆具上的振動裝置，所述振動裝置與所述第一通道相連通，當流體流過所述振動裝置時，所述振動裝置產生振動從而使所述鉆具和/或所述井筒上粘附的附著物脫落，能夠避免形成泥餅圈造成鉆具卡鉆等事故，并大大降低了地層出水對氣體鉆井的影響。

技術領域

本發明涉及石油工程鉆井技術領域，特別地涉及一種鉆井裝置鉆井方法。

背景技術

氣體(包括空氣、氮氣、天然氣等)鉆井是以高壓氣體替代普通鉆井液，把鉆井過程中產生的巖屑攜帶到地面同時對鉆頭進行冷卻降溫，然后經過專用排砂管線排人至廢砂坑的一種鉆井模式。氣體鉆井技術能最大程度的提高機械鉆速，鉆速可達常規泥漿鉆井的3-8倍，同時也是解決井漏，保護和發現油氣層最有效的方法之一，在油氣田勘探開發中發揮了積極作用。

但是，采用氣體鉆井技術也具有一定的局限性。例如地層一旦出水，環空中粉塵和巖屑遇到地層水時相互結塊，形成大的巖屑團，當巖屑團無法被氣體帶出井筒時便在井筒某處粘附聚集，繼而形成泥餅圈，并粘附在井壁和鉆具上，堵塞環空通道，如不及時采取措施，最終將導致卡鉆或其它井下復雜事故。

當氣體鉆井地層出水時，現有技術中采用的方法是，采用增大氣體排量、轉換霧化鉆井、泡沫鉆井等措施，以提高對地層出水的適應性，或者在循環氣體中添加吸水劑等措施來降低地層出水影響，上述方法的適用范圍有限，尤其是當地層出水量較大時，只能轉換回常規的泥漿鉆井方式，因此也就失去了氣體鉆井的優點。

因此針對氣體鉆井過程中地層出水，巖屑粉塵遇到地層水時相互結塊，并粘附在井壁和鉆具上，堵塞環空通道，導致卡鉆等井下復雜問題，需要一種新的鉆井裝置和/或方法。

發明內容

本發明提供一種鉆井裝置，用于至少解決上述一個技術問題。

根據本發明的第一個方面，本發明提供一種鉆井裝置，包括用于設置在井筒中的鉆具，所述鉆具中設置有第一通道，所述鉆具的第一端和第二端分別為所述第一通道的入口和出口；

所述鉆具的外壁和所述井筒的內壁形成第二通道，所述井筒的上端為所述第二通道的出口，所述第一通道的出口和所述第二通道的入口相連通；

流體從所述鉆具的第一端進入所述第一通道，并從所述鉆具的第二端排出第一通道至所述第二通道時，將鉆井過程中產生的巖屑同時排出至所述第二通道，并且流體帶動巖屑從所述第二通道的出口排出所述井筒；

還包括設置在所述鉆具上的振動裝置，所述振動裝置與所述第一通道相連通，當流體流過所述振動裝置時，所述振動裝置產生振動從而使所述鉆具和/或所述井筒上粘附的附著物脫落。

在一個實施方式中，所述振動裝置為聲波振動發生器。

在一個實施方式中，所述振動裝置為噴注式聲波發生器或帕爾曼聲波發生器。

在一個實施方式中，所述噴注式聲波發生器包括主體、設置在所述主體內部的噴嘴以及設置在所述噴嘴的出口處的諧振元件，所述諧振元件具有諧振腔，所述諧振腔與所述噴嘴的出口相對設置，且與所述噴嘴共軸線。

在一個實施方式中，所述噴嘴的出口噴射出的流體的射流頻率與所述諧振腔的本征頻率一致。

在一個實施方式中，所述噴注式聲波發生器還包括調節支座，所述調節支座分別與所述噴嘴和所述諧振元件相連，以將所述諧振元件固定在所述噴嘴的出口處。

在一個實施方式中，所述調節支座包括可調節連接部，所述諧振元件上遠離所述諧振腔的一端與所述可調節連接部相連，所述可調節連接部使所述諧振腔與所述噴嘴的出口之間的距離可調節。