适用于深井硬地层和地热资源开发的复合钻进方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种适用于深井硬地层和地热资源开发的复合钻进方法和系统，涉及复合钻井技术领域，当钻头钻进中遇到硬地层时，向弹丸发射系统发送指令，以一定频率发射弹丸冲击钻头前岩石，产生破碎区域，在钻头切削齿协同作用下高效破岩，延伸井眼；当钻头钻进松散软地层时，关闭弹丸发射系统，钻头依靠切削齿的剪切滑动作用破岩，延伸井眼；进而通过结合新型破岩钻头、弹丸发射系统、机电控制系统，解决当前深井硬地层破岩效果差、钻进效率低、钻头卡滑、振动而导致失效快、寿命短、成本高等问题，将弹丸发射装置和机械破岩钻头合为一体，提供一种以机械破岩为主、弹丸高速冲击为辅的一体式复合破岩方法。式复合破岩方法。式复合破岩方法。

【技术实现步骤摘要】
适用于深井硬地层和地热资源开发的复合钻进方法和系统


[0001]本专利技术涉及复合钻井
，尤其涉及一种适用于深井硬地层和地热资源开发的复合钻进方法和系统。

技术介绍

[0002]随着油气资源开发的深入，相当部分浅层油气已开采殆尽，人们逐渐将目光转向深部油气和地热资源。而深部地层岩石硬度大、强度高、岩石可钻性差，机械钻速低等问题严重限制了深部油气和地热资源的高效开发。作为油气开发中重要的破岩工具，钻头破岩能力与寿命长短直接影响总的钻进成本。
[0003]机械破岩方案使用的钻头主要有聚晶金刚石复合片钻头和牙轮钻头。聚晶金刚石复合片钻头在破岩钻进时存在以下技术缺陷：（1）切削齿过早失效。聚晶金刚石复合片钻头工作时，冠部应力集中区域的切削齿易受到冲击或磨损，导致此处的切削齿会提前磨损或失效。钻头吃入硬地层或强研磨性地层时，剧烈的研磨会使聚晶金刚石复合片切削齿温度急剧上升，磨损速度加快。同时，聚晶金刚石复合片切削齿的抗冲击性能较差，钻进软硬交错地层时切削齿会在不均匀冲击力作用下破裂而导致钻头失效。近年来，工业界虽然在复合片材料上有较大进步，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深井硬地层和地热资源开发的复合钻进方法，其特征在于，所述复合钻进方法包括：采用安装在钻头附近的信息采集系统实时收集近钻头工程参数与地层特性参数；利用人工神经网络从所述地层特性参数识别地层岩性，并根据地层岩性结合钻头工程参数判断当前地层为软地层还是硬地层；若当前地层为软地层，关闭弹丸发射系统并采用机械钻头的切削齿实现破岩钻进；若当前地层为硬地层，开启弹丸发射系统以预设时间间隔向井底岩石发射高速弹丸并同时配合机械钻头的切削齿实现破岩钻进。2.根据权利要求1所述的复合钻进方法，其特征在于，所述弹丸发射系统采用高速弹丸冲击辅助破岩技术，所述弹丸发射系统的发射管安装在牙轮钻头中心位置或聚晶金刚石复合片钻头中心的喷嘴位置。3.根据权利要求2所述的复合钻进方法，其特征在于，所述发射管中依次放置多发弹丸，弹丸通过发射机构控制发射时间和发射频率向井底发射高速弹丸冲击破碎井底岩石辅助钻头切削齿破岩。4.根据权利要求3所述的复合钻进方法，其特征在于，所述发射频率与当前地层的岩石硬度高低呈正相关关系，所述弹丸采用非金属固体颗粒。5.根据权利要求3所述的复合钻进方法，其特征在于，所述地层特性参数包括岩层孔隙度、渗透率、密度、声波速度，所述钻头工程参数包括可钻性、硬度、塑性系数。6.根据权利要求3所述的复合钻进方法，其特征在于，所述利用人工神经网络从所述地层特性参数识别地层岩性具体为：收集所钻井相邻井的岩样、测井资料和录井资料，对岩样开展地层特性参数和钻井地层钻头工程...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明波，孙晓东，李罗鹏，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：