一种可燃冰冷钻进方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可燃冰冷钻进方法和装置；包括冰粒射流系统、钻进系统和电源系统以及与其相适应的多功能旋挖钻进机。液氮和水经雾化喷嘴喷出在混合腔内温度骤然降低形成冰粒，冰粒经冰粒输送管进入一阶喷嘴，二级喷嘴喷射出的高压水带动一级喷嘴的冰粒高速运动，从而形成冰粒射流。本可燃冰冷钻进方法和装置从实用性出发，辅助钻进方式巧妙；利用冰粒射流，提高对岩石的冲击效应，有利于刀具粉碎岩石，提高钻进效率；冰粒射流和钻进同时进行，有利于降低钻头的温度和保护钻头的寿命，保证可燃冰在钻进过程中不会由于钻头温度的升高而发生分解。

【技术实现步骤摘要】
一种可燃冰冷钻进方法和装置
本专利技术涉及可燃冰钻进
，具体而言涉及一种可燃冰冷钻进方法和装置。
技术介绍
随着传统能源的可开采储量的日益减少，且对环境产生严重影响，不符合国家发展的战略要求。可燃冰作为一种甲烷含量高，能量密度高、分布广、规模大、资源储量大，且燃烧后对环境无污染，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源，引起了世界各地的广泛关注。可燃冰的形成条件有低温、高压、有充足的气源。若这些条件不能具备，可燃冰会迅速熔化为水和甲烷，而甲烷作为一种温室气体，一旦失控，就会影响全球的气候，分解后的气体也会破坏周围环境，有时还会出现溶洞，使天然气水合物地层下沉，出现地基沉降事故。尽管目前吉林大学专利技术了冷钻热采技术开采可燃冰，但由于在开采过程中钻头与井壁摩擦生热，钻头温度升高会使所钻进的可燃冰迅速分解为水和甲烷，而甲烷气体的释放会造成井壁稳定性破坏，出现井壁坍塌，分解产生的水增加了井壁地层的含水量，会造成地基整体沉降，甚至还可能引发井涌和井喷等事故。因此解决可燃冰在钻进过程中，由于钻头摩擦生热，而使所钻进可燃冰分解问题应该引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可燃冰冷钻进方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：准备阶段：将钻杆与液氮管和水管分别连接，并确保密封块与钻杆旋转密封器紧密连接，以防液氮和水在供应过程中泄漏；并通过电源装置给高压泵、动力装置供电；S2：钻进阶段：液氮通过低温软管输送到钻杆外置旋转密封器下部空间，然后从液氮进口流入，通过雾化喷嘴喷出进入漏斗混合腔从而雾状射流；水通过注水管输送到钻杆外置旋转密封器上部空间，然后从注水口流入，通过雾化喷嘴喷出进入漏斗混合腔从而形成雾状射流；液氮所形成的雾状射流使混合腔内温度骤然降低，进而使水形成的雾状射流变成冰粒；冰粒经冰粒输送管进入一级喷嘴，在一级喷嘴内实现第一次加速；水由分支注水管进入二...

【技术特征摘要】
1.一种可燃冰冷钻进方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：准备阶段：将钻杆与液氮管和水管分别连接，并确保密封块与钻杆旋转密封器紧密连接，以防液氮和水在供应过程中泄漏；并通过电源装置给高压泵、动力装置供电；S2：钻进阶段：液氮通过低温软管输送到钻杆外置旋转密封器下部空间，然后从液氮进口流入，通过雾化喷嘴喷出进入漏斗混合腔从而雾状射流；水通过注水管输送到钻杆外置旋转密封器上部空间，然后从注水口流入，通过雾化喷嘴喷出进入漏斗混合腔从而形成雾状射流；液氮所形成的雾状射流使混合腔内温度骤然降低，进而使水形成的雾状射流变成冰粒；冰粒经冰粒输送管进入一级喷嘴，在一级喷嘴内实现第一次加速；水由分支注水管进入二级喷嘴，且在二级喷嘴内实现加速，并经引射喷头喷出，从而带动一级喷嘴内部的冰粒高速运动，冰粒实现第二次加速，从而在钻杆内部形成冰粒射流；钻杆钻进时冰粒射流连续喷出，辅助钻进。2.根据权利要求1中所述的一种可燃冰冷钻进方法，其特征在于，在步骤S1中，在低温软管与钻杆外置旋转密封器连接部位设置密封环，同时注水管与钻杆外置旋转密封器连接部位也设置密封环，以保证液氮和水在钻进过程中不发生泄漏；预先将液氮由低温软管以气态输入到制冰漏斗内,为钻进过程中冰粒的制备提供一个深冷空间；在钻杆内部设置横隔板，控制冰粒输送管的位置，以防钻杆在钻进过程中速度过快，导致冰粒输送管偏离原始位置，从而造成冰粒输送管损坏；在步骤S2中，随着钻进的深入，需要加接钻杆；先停止钻进，连接钻杆和冰粒输送管，然后加设横隔板，固定冰粒输送管的位置；再重复进行步骤S1-S2。3.一种可燃冰冷钻进装置，包括冰粒射流系统、钻进系统、电源系统，所述冰粒射流系统包括液氮箱(9)，供水箱(8)，低温软管(29)，注水管(24)，高压泵(28)，调节阀(20)，密封环(19)，钻杆外置旋转密封器(18)，制冰漏斗(12)，制冰漏斗外置旋转密封器(13)，雾化喷嘴(25)，冰粒输...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓峰，李艳红，郝鹏飞，薛永超，许纪永，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11