一种提高冻土层钻井效率的钻井系统及其方法

    公开(公告)号:CN106401463A

    公开(公告)日:2017-02-15

    申请号:CN201610940846.2

    申请日:2016-10-25

    CPC classification number: E21B7/008 E21B7/18 E21B21/12 E21B36/001

    Abstract: 本发明公开了一种提高冻土层钻井效率的钻井系统及其方法,采用下入钻井管柱,开启氮气压缩机、高压泵组;将液氮从连续油管泵入井筒,给井下马达提供动力,PDC钻头切削井底岩石,开始钻进作业;液氮经钻头喷嘴喷出,形成液氮射流,配合PDC钻头的切削;氮气携带岩屑沿环空上返循环至地面,通过除砂器、回压阀、气体净化器进行回收处理;钻至目标层位完成钻进作业。本发明液氮致裂作用利于岩石内部裂纹的产生于扩展,有效地提高破岩效率;液氮温度极低,且在上返过程中汽化吸热,有效抑制天然气水合物分解,保持井壁稳定,防止井下复杂的发生;作业过程中,液氮循环利用,工艺流程简单、经济,现场适用性好。

    一种用于冰层钻进的新型热水取芯钻具

    公开(公告)号:CN109025810A

    公开(公告)日:2018-12-18

    申请号:CN201811294402.1

    申请日:2018-11-01

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: E21B7/008 E21B7/14 E21B25/00

    Abstract: 本发明公开了一种用于冰层钻进的新型热水取芯钻具,包括有压力舱、钻具壳体、电磁换向阀、开关电源和触发器,其中钻具壳体固定在压力舱的下部,压力舱的上部穿设有进水管,压力舱的下部穿设有第一出水管和第二出水管,进水管的出水口与第一出水管和第二出水管的进水口处通过电磁换向阀相连接,钻具壳体内设有第一循环管路和第二循环管路,第一出水管的出水口与第一循环管路相连通,第二出水管的出水口与第二循环管路相连通,第一循环管路的下端设有竖向喷嘴,第二循环管路的下端设有横向喷嘴,有益效果:结构简单,设计合理,在获得一定长度的冰芯后能够自动实现水道的转换从而及时融断冰芯,无论什么形状不规则的冰芯均能够被获取。

    一种涡流管式保温取样钻具

    公开(公告)号:CN106481297A

    公开(公告)日:2017-03-08

    申请号:CN201611094627.3

    申请日:2016-12-02

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: E21B25/00 E21B4/02 E21B7/008 E21B7/14 E21B21/16

    Abstract: 本发明公开了一种涡流管式保温取样钻具,包括双壁钻杆、隔热保温层、取心筒、涡流管、上滚动轴承、下滚动轴承、热熔钻头和螺旋叶片;其中隔热保温层紧贴设置在双壁钻杆的内壁上,取心筒设置在隔热保温层的内部,取心筒的外侧同轴设置有螺旋叶片,隔热保温层、取心筒和螺旋叶片三者之间形成冷气螺旋通道;涡流管设置在双壁钻杆的上端,本发明工艺简单、冰心与高原冻土区天然气水合物岩心样品的采取效率高、对冰心与天然气水合物的原生状态扰动小,不仅在取心钻进时地效果更加突出,采用空气作为动力无污染,而且无需额外施加机械扭矩其使用寿命及其可信赖性也很有保证,解决了高原冻土区水资源不足,整体性价比大幅提高。

    一种在冰川使用的热水取芯钻具

    公开(公告)号:CN106014202A

    公开(公告)日:2016-10-12

    申请号:CN201610590705.2

    申请日:2016-07-25

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: E21B7/008 E21B7/14

    Abstract: 本发明公开了一种在冰川使用的热水取芯钻具,包括有柱塞泵、双通管、隔热管、冰芯管、钻头和分流器,其中柱塞泵设在储泵管内,柱塞泵的上端连接有出水管,柱塞泵的下端连接有吸水管,双通管连接在储泵管的下端,双通管的下端与隔热管相连接,冰芯管插设在隔热管内,钻头设在隔热管和冰芯管的下部,分流器设在双通管下部冰芯管的顶端,分流器的顶端连接有热水注入管,分流器的下部连接有数道引流管,引流管设在隔热管与冰芯管之间的空隙内,分流器顶端的热水注入管注入的热水通过分流器被注入到引流管内。有益效果:由于采用了热熔钻头为热水钻进行开孔钻进,并抽取了融化的水作为热水钻的原料,节约了成本,提高了能源利用率。

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