基于等离子通道与机械钻具联合装置及其钻井方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于等离子通道与机械钻具联合装置及其钻井方法，其中的基于等离子通道与机械钻具联合装置的双内室连接杆内腔被分隔为封闭的电气室与钻井液通道，电气室内安装有电气感应装置；双内室连接杆上端依次连接钻杆、转盘，钻杆内壁有电缆通道，电缆穿过电缆通道并与电气室内的直流电源连接，双内室连接杆下端依次连接压力伸缩杆、钻头，压力伸缩杆上安装压力感应装置，压力感应装置与电气感应装置连接，钻头的中心水眼内设置有隔板，隔板一侧为隔断式水眼，接地电极和高压电极安装在隔板另一侧并裸露出来；电气室内的电极连接装置下端进入钻头，并分别与接地电极、高压电极连接。本发明专利技术实现了钻头、高压电极和接地电极同时工作。

Combined device of plasma channel and mechanical drilling tool and its drilling method

The invention relates to a combined device of plasma channel and mechanical drilling tool and a drilling method thereof, in which the inner cavity of the connecting rod of the double inner chamber based on the combined device of plasma channel and mechanical drilling tool is divided into an enclosed electric chamber and a drilling fluid channel, and the electric induction device is installed in the electric chamber; the upper end of the connecting rod of the double inner chamber is sequentially arranged. Connecting the drill pipe and rotary table, the inner wall of the drill pipe has a cable passage, the cable passes through the cable passage and connects with the DC power supply in the electric chamber, the lower end of the connecting rod of the double inner chamber is connected with the pressure telescopic rod and the drill bit in turn, the pressure inductive device is installed on the pressure telescopic rod, the pressure inductive device is connected with the electric inductive device, and the central water hole of the drill bit is The inner part is provided with a partition board, one side of which is a partition type water hole, and the ground electrode and the high voltage electrode are installed on the other side of the partition board and exposed barely; the lower end of the electrode connecting device in the electric room enters the drill bit and is connected with the ground electrode and the high voltage electrode respectively. The invention realizes the simultaneous operation of the drill bit, the high voltage electrode and the grounding electrode.

【技术实现步骤摘要】
基于等离子通道与机械钻具联合装置及其钻井方法
：本专利技术涉及钻井工程领域，具体涉及一种基于等离子通道与机械钻具联合装置及其钻井方法。
技术介绍
：等离子体被称作是第四种物质存在的形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电流体，等离子通道钻井是通过直流电源，电容，电阻、电感以及电极等装置产生的等离子体来破碎岩石，这种技术还不够完善，并且能耗巨大。但如果将等离子通道钻井和机械钻头联合在一起组成一种新的钻井方式能减少能耗，还可以提高传统钻井的钻进速度，因此针对于以上问题，设计一种等离子通道钻井方式与钻头就显的很有必要。
技术实现思路
：本专利技术的一个目的是提供一种基于等离子通道与机械钻具联合装置，这种基于等离子通道与机械钻具联合装置用于解决现有技术中等离子通道钻井或机械钻头钻井仅仅单一工作的问题，本专利技术的另一个目的是提供这种基于等离子通道与机械钻具联合装置的钻井方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于等离子通道与机械钻具联合装置包括钻杆、双内室连接杆、压力伸缩杆、钻头、接地电极、高压电极，双内室连接杆内腔被分隔为电气室与钻井液通道，电气室为封闭的，电气室内安装有电气感应装置；双内室连接杆上端连接钻杆，钻杆顶端安装有转盘，钻杆内壁具有电缆通道，电缆穿过电缆通道并与电气室内的直流电源连接，双内室连接杆下端连接压力伸缩杆，压力伸缩杆与钻头连接，压力伸缩杆上安装压力感应装置，压力感应装置与电气感应装置连接，钻头的中心水眼内设置有隔板，隔板一侧为隔断式水眼，接地电极和高压电极安装在隔板另一侧并裸露出来；电气室内的电极连接装置下端穿过压力伸缩杆进入钻头，并分别与接地电极、高压电极连接。上述方案中电气感应装置包括电容器，电容器分别通过电缆线与电极连接装置、触发开关、直流电源连接，直流电源通过电缆线与压力感应装置、电阻装置一端连接，电阻装置的另一端通过电缆线与电感装置相连，电感装置的另一端通过电缆线与触发开关连接，触发开关通过电缆线与电极连接装置连接；接地杆一端通过电极连接装置与接地电极相连，接地杆另一端穿过双内室连接杆内壁与外面的地层接触。上述方案中双内室连接杆通过中间连接装置与钻杆相连，双内室连接杆具有底板，该底板上设置有钻井液通孔，该底板与电气室的底板为一体的。上述基于等离子通道与机械钻具联合装置及其钻井方法，该方法包括如下步骤：首先是电缆为直流电源提供电力支持，电容器、触发开关、电阻装置、电感装置、接地杆、电极连接装置、接地电极和高压电极产生高电压冲击电流，形成等离子通道，钻杆内壁设计电缆通道，在钻头上面设计出双内室连接杆，将高压电极和接地电极设置于钻头上，高压电极和接地电极基于电气感应装置而工作，钻头由转盘、钻杆带动旋转，实现了钻头、高压电极和接地电极同时工作；转盘带动整个钻头开始钻井，采用等离子通道钻井与机械钻具钻井相互配合的方式进行钻井，高压电极和接地电极不断的将岩石破碎出孔道，钻头紧接着开始钻进，高压电极和接地电极安装在隔断式水眼处，隔断式水眼提供了钻井液的通道，遇到难钻地层时，压力伸缩杆会有小幅度的收缩，为钻头提供一个缓冲的机会，减少钻头磨损；利用压力伸缩杆和压力感应装置为直流电源的电流强弱提供信号，使直流电源改变输出电流强度，从而改变等离子通道破碎岩石的强度，钻进效率和钻进速度。有益效果：1.本专利技术是一种基于等离子通道与机械钻具联合钻井的装置及其钻井方法，采用等离子通道钻井和机械钻具钻井配合的方式，互相弥补各自的缺点，减少能耗，大幅度提高钻井的速度，同时可以降低钻头的磨损，减少起下钻的时间，该结构的钻井方式合理、工作可靠、使用方便。2.本专利技术采用隔断式水眼、双内室连接杆、电缆通道、钻头、高压电极和接地电极提供了同时工作的条件，压力伸缩杆和压力感应装置可以保证最好的破碎岩石效果，在提高工作效率的同时，保证了最优的钻井速度，有效了提高钻井效率。3.本专利技术采用隔断式水眼的设计是为了不仅为高压电极和接地电极提供工作场所，还可以提供了钻井液的通道，遇到难钻地层时，压力伸缩杆会有小幅度的收缩,为钻头提供一个缓冲的机会，减少钻头磨损，同时压力感应装置向直流电源提供信号，直流电源改变输出电流强度，从而增大等离子通道破碎岩石的强度，保证钻进效率和钻进速度。附图说明：图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的双内室连接杆的内部结构示意图。图3是本专利技术的高压电极和接地电极的位置结构示意图。图4是本专利技术的立体俯视图。图中：1.电缆；2.电缆通道；3.转盘；4.钻杆；5.中间连接装置；6.双内室连接杆；7.钻头；8.压力伸缩杆；9.电容器；10.触发开关；11.直流电源；12.压力感应装置；13.电阻装置；14.电感装置；15.接地杆；16.电极连接装置；17.电缆线；18.接地电极；19.高压电极；20.隔断式水眼；22.电气室；23.钻井液通孔。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：结合图1、图2、图3、图4所示，这种基于等离子通道与机械钻具联合装置包括钻杆4、双内室连接杆6、压力伸缩杆8、钻头7、接地电极18、高压电极19，双内室连接杆6内腔被分隔为电气室22与钻井液通道，电气室22为封闭的，电气室22内安装有电气感应装置，双内室连接杆6通过中间连接装置5与钻杆4相连，双内室连接杆6具有底板，该底板上设置有钻井液通孔23，该底板与电气室22的底板为一体的。双内室连接杆6上端连接钻杆4，钻杆4顶端安装有转盘3，钻杆4内壁具有电缆通道2，电缆1穿过电缆通道2并与电气室22内的直流电源11连接，双内室连接杆6下端连接压力伸缩杆8，压力伸缩杆5与钻头7连接，压力伸缩杆8上安装压力感应装置12，压力感应装置12与电气感应装置连接，遇到难钻地层时，压力伸缩杆8会有小幅度的收缩，为钻头7提供一个缓冲的机会，减少钻头7磨损，压力感应装置12向直流电源11提供信号，直流电源11改变输出电流强度，从而增大等离子通道破碎岩石的强度，保证钻进效率和钻进速度。参阅图3，钻头7的中心水眼内设置有隔板，隔板一侧为隔断式水眼，接地电极18和高压电极19安装在隔板另一侧并裸露出来，分隔式水眼的设计是为了不仅为高压电极19和接地电极18提供工作场所，还可以提供了钻井液的通道；电气室22内的电极连接装置16下端穿过压力伸缩杆8进入钻头7，并分别与接地电极18、高压电极19连接。钻杆4内壁设计电缆通道2，在钻头7上面设计出双内室连接杆6及电气感应装置，实现高压电极19和接地电极18独立工作，钻头7由转盘3、钻杆4带动旋转，实现了钻头7、高压电极19和接地电极18同时工作。参阅图2，电气感应装置包括电容器9，电容器9分别通过电缆线17与电极连接装置16、触发开关10、直流电源11连接，直流电源11通过所述的电缆线17与压力感应装置12、电阻装置13一端连接，采用压力感应装置为直流电源11的电流的强弱提供信号，保证钻进效率，还可以减少钻头7磨损，电阻装置的另一端通过所述的电缆线17与电感装置14相连，电感装置14的另一端通过所述的电缆线17与触发开关10连接，触发开关10通过所述的电缆线17与电极连接装置16连接，接地杆15一端通过电极连接装置16与接地电极18相连，接地杆15另一端穿过双内室连接杆6内壁与外面的地层接触。电缆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于等离子通道与机械钻具联合装置，其特征是：这种基于等离子通道与机械钻具联合装置包括钻杆（4）、双内室连接杆（6）、压力伸缩杆（8）、钻头（7）、接地电极（18）、高压电极（19），双内室连接杆（6）内腔被分隔为电气室（22）与钻井液通道，电气室（22）为封闭的，电气室（22）内安装有电气感应装置；双内室连接杆（6）上端连接钻杆（4），钻杆（4）顶端安装有转盘（3），钻杆（4）内壁具有电缆通道（2），电缆（1）穿过电缆通道（2）并与电气室（22）内的直流电源（11）连接，双内室连接杆（6）下端连接压力伸缩杆（8），压力伸缩杆（8）与钻头（7）连接，压力伸缩杆（8）上安装压力感应装置（12），压力感应装置（12）与电气感应装置连接，钻头（7）的中心水眼内设置有隔板，隔板一侧为隔断式水眼，接地电极（18）和高压电极（19）安装在隔板另一侧并裸露出来；电气室（22）内的电极连接装置（16）下端穿过压力伸缩杆（8）进入钻头（7），并分别与接地电极（18）、高压电极（19）连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子通道与机械钻具联合装置，其特征是：这种基于等离子通道与机械钻具联合装置包括钻杆（4）、双内室连接杆（6）、压力伸缩杆（8）、钻头（7）、接地电极（18）、高压电极（19），双内室连接杆（6）内腔被分隔为电气室（22）与钻井液通道，电气室（22）为封闭的，电气室（22）内安装有电气感应装置；双内室连接杆（6）上端连接钻杆（4），钻杆（4）顶端安装有转盘（3），钻杆（4）内壁具有电缆通道（2），电缆（1）穿过电缆通道（2）并与电气室（22）内的直流电源（11）连接，双内室连接杆（6）下端连接压力伸缩杆（8），压力伸缩杆（8）与钻头（7）连接，压力伸缩杆（8）上安装压力感应装置（12），压力感应装置（12）与电气感应装置连接，钻头（7）的中心水眼内设置有隔板，隔板一侧为隔断式水眼，接地电极（18）和高压电极（19）安装在隔板另一侧并裸露出来；电气室（22）内的电极连接装置（16）下端穿过压力伸缩杆（8）进入钻头（7），并分别与接地电极（18）、高压电极（19）连接。2.根据权利要求1所述的基于等离子通道与机械钻具联合装置，其特征是：所述的电气感应装置包括电容器（9），电容器（9）分别通过电缆线（17）与电极连接装置（16）、触发开关（10）、直流电源（11）连接，直流电源（11）通过电缆线（17）与压力感应装置（12）、电阻装置（13）一端连接，电阻装置（13）的另一端通过电缆线（17）与电感装置（14）相连，电感装置（14）的另一端通过电缆线（17）与触发开关（10）连接，触发开关（10）通过电缆线（17）与电极连接装置（16）连接；接地杆（15）一端通过电极连接装置（16）与接地电极（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沼萱，闫铁，候兆凯，李玮，孙士慧，逯广东，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23