CN109804131A - 增强的钻井系统 - Google Patents
增强的钻井系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109804131A CN109804131A CN201780059181.7A CN201780059181A CN109804131A CN 109804131 A CN109804131 A CN 109804131A CN 201780059181 A CN201780059181 A CN 201780059181A CN 109804131 A CN109804131 A CN 109804131A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- projectile
- transmitting tube
- drill bit
- end cap
- plunger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 title description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 55
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 26
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 45
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 19
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 39
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 29
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 26
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 12
- BVPWJMCABCPUQY-UHFFFAOYSA-N 4-amino-5-chloro-2-methoxy-N-[1-(phenylmethyl)-4-piperidinyl]benzamide Chemical compound COC1=CC(N)=C(Cl)C=C1C(=O)NC1CCN(CC=2C=CC=CC=2)CC1 BVPWJMCABCPUQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 6
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000151 anti-reflux effect Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- -1 projectile 204) Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/007—Drilling by use of explosives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/067—Deflecting the direction of boreholes with means for locking sections of a pipe or of a guide for a shaft in angular relation, e.g. adjustable bent sub
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/16—Applying separate balls or pellets by the pressure of the drill, so-called shot-drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
一种钻柱，包括：机械钻头；以及冲压加速器，所述冲压加速器具有接近所述机械钻头的发射管。由所述冲压加速器加速的射弹通过孔口离开所述机械钻头并撞击地质地层。所述撞击弱化所述地层的一部分，以使得所述钻头更容易穿透所述弱化的部分。端盖可以用于防止外部物质进入所述冲压加速器。所述射弹可以在操作期间穿过所述端盖或使所述端盖以其它方式移位。所述发射管可以定位成相对于所述钻头成一定角度，使得所述射弹撞击并弱化所述地层的特定侧。所述钻头与所述地层之间的接触可以将所述钻头朝向所述弱化侧引导，以使得所述冲压加速器能够用于操纵所述钻头。
Description
优先权
本申请要求2016年9月12日提交的名称为“Augmented Drilling System UsingRam Accelerator Assembly”的美国临时申请62/393,631的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
本申请要求2017年9月7日提交的名称为“Augmented Drilling System”的美国非临时申请号15/698,549的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
以引用方式并入
以下包含的所有内容以引用方式并入：
2013年3月15日提交的“Ram Accelerator System”，申请号13/841,236，代理人案卷号834-7001。
2014年5月13日提交的“Ram Accelerator System with Endcap”，申请号61/992,830，代理人案卷号834-6005。
2015年5月11日提交的“Ram Accelerator System with Endcap”，申请号14/708,932，代理人案卷号834-7005。
2016年8月24日提交的“Ram Accelerator System with Endcap”，申请号15/246,414，代理人案卷号834-7005DIV1。
2014年10月23日提交的“Ram Accelerator System with Rail Tube”，申请号62/067,923，代理人案卷号834-6006。
2015年10月21日提交的“Ram Accelerator System with Rail Tube”，申请号14/919,657，代理人案卷号834-7006。
2015年4月21日提交的“Ram Accelerator System with Baffles”，申请号62/150,836，代理人案卷号834-6007。
2016年4月21日提交的“Ram Accelerator System with Baffles”，申请号15/135,452，代理人案卷号834-7007。
2015年11月10日提交的“Pressurized Ram Accelerator System”，申请号62/253,228，代理人案卷号834-6008。
2016年11月1日提交的“Projectile Drilling System”，申请号15/340,753，代理人案卷号834-7008。
2016年11月10日提交的“System For Generating A Hole UsingProjectiles”，申请号15/348,796，代理人案卷号834-7010。
背景技术
传统钻井和挖掘方法利用钻头在一层或多层待穿透的物质中形成孔。挖掘、采石和隧道掘进也可以使用放置在孔中的爆炸物并将其引爆，以便使该物质的至少一部分破碎。爆炸物的使用造成附加的安全和监管负担，这增加了操作成本。典型地，这些方法从钻井循环到爆破再到进行物质移除。取决于孔的横截面积和用于移除物质以形成所期望的挖掘的方法，进度可能相对缓慢，每一纵尺的时间范围为从几分钟到几小时到几天。
附图说明
现在将在下面参考附图更全面地描述某些实现方式和实施方案，附图中示出了各个方面。然而，各个方面可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文阐述的实现方式。附图不一定按比例绘制，并且为了便于说明而不是为了限制，可能已经修改了所指示的物体的相对比例。全文中相同的数字是指相同的元件。
图1示出了根据一个实现方式的使用钻头结合冲压加速器组件钻探或挖掘地质地层的说明性系统。
图2示出了根据一个实现方式的用于将端盖和射弹放置在冲压加速器组件的发射管内的方法。
图3示出了根据一个实现方式的用于使放置的射弹加速通过冲压加速器组件的发射管以撞击地质地层的方法。
图4示出了根据一个实现方式的通过使用使用冲压加速器组件加速进入地层中的射弹弱化地层来增强钻头在地质地层内前进的方法。
图5示出了根据一个实现方式的用于将诸如射弹的固体材料和诸如推进剂的流体提供到钻柱的底部的说明性系统。
图6示出了根据一个实现方式的用于使用冲压加速器组件操纵钻头的说明性系统。
图7示出了根据一个实现方式的射弹的示例实现方式的若干视图。
图8示出了根据一个实现方式的射弹的示例实现方式的若干视图。
图9至图13示出了根据一个实现方式的外部导管区段的剖视图和用于将内部导管区段安装在外部导管内以使得能够通过内部导管提供射弹或其它材料的方法。
具体实施方式
用于穿透材料(诸如金属、陶瓷、地质物质等)的常规的钻井和挖掘技术典型地依赖于机械钻头，其具有用于在工作面上切割或磨削的机械装置。机械装置可以包括齿、刀具等。例如，钻头可以用于在地质地层处进行磨削以钻出用于建立水井、油井、气井、地下管路等的孔。机械钻头上的工具磨损和破损会使这些操作变慢，从而增加成本。此外，切割诸如硬岩的物质的进行速率可能是令人望而却步的。另外，常规的技术的环境影响可能很大。例如，常规的钻井可能需要大量供水，这在干旱地区可能不容易获得。因此，资源提取可能非常昂贵、耗时或既昂贵又耗时。
本公开中描述了使用冲压加速器组件将一个或多个射弹朝向地质物质的工作面加速的系统和技术。冲压加速器组件可以使用可燃推进剂来使射弹射弹。推进剂可以包括可燃材料(诸如柴油或一种或多种可燃气体)，或加压材料(诸如空气或另一种流体)。在其它实现方式中，加速源可以包括使用电磁场的电磁轨道枪。电磁系统的使用可以延长组件的一个或多个部件的寿命，并且可以减少或消除可消耗推进剂材料的使用。另外，提供到钻柱中的化学能可以用于为电子部件(诸如电磁轨道枪)充电。或者，钻柱或其它井下部件的旋转可以用于致动井下发电机以为电子部件充电。在又一个实现方式中，连续油管或钻柱内的内部导管可以用于向井下部件提供电能(例如，高电压)。使用电磁轨道枪加速的射弹可以包括在上游方向上定向的电枢，电枢接触轨道枪的部分，使得当射弹加速时，电枢沿着轨道枪的轨道滑动。
冲压加速器组件可以结合用于钻井或取芯的机械钻头使用，所述机械钻头诸如被配置为在旋转和下降到地中时移除岩石或其它地质物质的配备有多晶金刚石复合片(PDC)切割表面或其它材料的旋转钻头。可使用的其它机械钻头包括三锥或混合钻头。所使用的钻头或切割元件的类型可取决于地质地层的特征、井筒的压力、速度或深度、待加速的射弹的大小等。例如，冲压加速器组件可以包括定位在一段钻井管道、套管、连续油管或另一个钻井导管内或其下方的发射管，以用于使钻头下降并向钻头提供钻井泥浆和旋转力。发射管可以终止于位于钻头的面中的孔口处或其内部。在一些实现方式中，发射管可以分成多个部段，每个部段被配置为保持一种或多种可燃气体或其它可燃材料或各个类型的推进剂。使用推进剂加速的射弹可以顺着发射管向下移动以通过孔口、穿过钻头离开，并且撞击地质地层。
在一些实现方式中，至少部分地由射弹的形状提供的压缩效应可以以冲压燃烧效应发起一种或多种可燃气体或其它材料的燃烧，从而使射弹加速。在其它实现方式中，可以使用其它手段(诸如单独的点火机构)点燃可燃材料。在一些实现方式中，射弹可以加速到超高速。超高速可以包括在从冲压加速器发射管射出或离开时大于或等于每一秒2千米的速度。在其它实现方式中，射弹可以加速到非超高速。非超高速可以包括小于每一秒2千米的速度。
当从发射管射出的射弹撞击地质物质的工作面时，由于射弹中的大量动能，在撞击时以超高速行进的射弹典型地与工作面处的地质物质相互作用为流体-流体相互作用。这种相互作用可以形成一般呈柱形的孔。在一些情况下，通过击发一系列的射弹，可以在地质物质上钻一个孔。例如，以超过约800米/秒的速度撞击地层的具有约4:1的长度与直径比的射弹造成为射弹长度的两倍或更多倍的穿透深度。作为另一个示例，射弹可以具有约10:1的长度与直径比。另外，所产生的孔的直径约为撞击的射弹的直径的两倍。在撞击时，由于与地层的流体-流体相互作用，射弹可以至少部分地腐蚀或蒸发。
相比之下，以非超高速行进的射弹可以与工作面处的地质物质相互作用为固体-固体相互作用。这种相互作用可以使地质物质破裂或碎裂，并且可以形成柱形的孔或具有锥形轮廓的坑。例如，以小于每一秒2千米的速度撞击地层的射弹可以导致接近射弹的地质物质随碎裂并可以在地层的被撞击的部分中形成坑。喷出物可以会从撞击位点抛出。不是使射弹和地质物质的一部分蒸发，而是非超高速射弹与地层之间的固体-固体相互作用可以使成片地质物质粉碎或碎裂，这与流体-流体相互作用一起发生。在一些情况下，由撞击产生的背压可以将喷出物推出形成的孔中。在其它情况下，来自钻头的钻井液的流动可以在上游方向上带走喷出物。
不管射弹的速度如何，加速的射弹与地质物质之间的相互作用可以使地质物质移位、压缩、移除、碎裂或以其它方式弱化。射弹对地质物质的影响可以使得钻头能够以比在没有加速的射弹的情况下使用钻头时更大的穿透率(ROP)钻穿弱化的物质。通过使用一系列的加速的射弹(诸如每一秒到五秒一个射弹)来弱化在钻头前面的地质地层，钻井操作的ROP可能比在没有加速的射弹的情况下使用的钻头的ROP显著地增加三到十倍。另外，可以减少钻头的磨损和损坏，可以使用具有较低钻头重量的钻头，并且与常规的旋转钻井操作相比，钻头可以以更小的扭矩旋转。在一些情况下，由射弹与地质地层之间的相互作用形成的孔的直径可以大于或等于钻头的直径。
在一些实现方式中，一个或多个部段分离器机构可以用于在发射管中的不同部段或冲压加速器组件的其它部分之间提供阻挡，诸如一个或多个内部挡板、用于推进射弹的机构、用于容纳可燃材料的室、用于容纳射弹的室等。例如，一个部段可以被配置为在各种状况(诸如特定压力等)下容纳一种或多种可燃气体或其它类型的推进剂。冲压加速器组件的其它部分可以容纳射弹。部段分离器机构可以包括隔膜、阀等，它们可以被配置为密封一个或多个部段。在击发期间，射弹可以穿过隔膜，以破坏密封，或可以在发射之前打开阀。可以使用卷轴或柱塞机构将隔膜的未使用的部段移动到适当的位置，以恢复密封。也可以使用其它分离器机构，诸如球阀、板、端盖、重力梯度等。分离器机构可以被配置为用作防喷器、防回弹装置等。例如，分离器机构可以包括球阀，该球阀被配置为当来自井下的压力超过阈值压力时关闭。
在一个实现方式中，承载射弹和端盖的柱塞可以下降通过发射管并用于将端盖放置在钻头中的孔口处或其附近。柱塞和端盖穿过发射管的移动可以推动钻井液、地层流体或固体、或可能在钻头移动期间进入发射管的其它碎屑离开发射管，其中它可以通过钻井液的流动被带到上游。端盖的沉积可以防止钻出物质通过钻头中的孔口进一步进入发射管中，同时还密封发射管以使得能够产生足以发射射弹的压力。当柱塞缩回时，它可以将射弹沉积于在端盖后面的位置。柱塞和射弹的缩回运动也可以将发射管抽空。发射管在射弹后面的室或区域可以填充有可燃或加压材料，可燃材料的点燃或加压材料的压力可以致使射弹加速通过发射管、穿透端盖、离开钻头中的孔口并撞击地质地层。射弹和地层的至少一部分可能因撞击而破坏，以产生碎屑，碎屑可以被离开钻头的钻井液带到上游。在一些情况下，当钻头用于钻穿地层的受射弹影响的区域时，钻井液、地层流体或碎屑可以通过钻头中的孔口进入发射管。后续柱塞和端盖下降通过发射管可以将流体或碎屑从管道推出，以使得能够重复过程。在执行使用弯接头的定向钻井操作的情况下，发射管可以相对于钻柱中的弯接头定位在下游方向上。
在某些情况下，加速的射弹与地质地层之间的相互作用可以导致射弹基本上被粉碎。另外，地质地层的至少一部分也可以破裂、磨蚀、粉碎或以其它方式移位。包括因一个或多个射弹与地质物质的撞击而产生的物质的喷出物可以从孔中移除，诸如通过使用离开钻头的钻井液来通过钻井导管将喷出物带离钻头。在一些实现方式中，因撞击而产生的背压可以将喷出物推出孔中。在其它实现方式中，可以将诸如压缩空气、水等的工作流体注入孔中以帮助移除喷出物的至少一部分。可以在每次发射射弹之前、期间或之后连续地进行喷射。
在一些实现方式中，加速的射弹与地层之间的相互作用可以用于操纵钻头。例如，发射管可以相对于钻头的纵向轴线以偏移角度定向。射弹可以在选定方向上重复地加速，以弱化在钻头的一侧的地层。由于钻头更容易地穿透地层的弱化的部分的能力，与未弱化的部分的接触可能推动钻头朝向弱化的部分的方向。为了便于钻头在大体上直线的方向上进行穿透，发射管可以被定向成大体上平行于钻头的纵向轴线并与钻头的纵向轴线重叠。在其它实现方式中，射弹可以从发射管填充，发射管以交替或随机的方式相对于纵向轴线偏移。例如，如果射弹在相反的方向上发射来以交替的方式撞击地层的相对侧，那么钻头的前进可以在大体上直线的方向上继续。
所述的系统和技术可以用于减少与资源提取、资源勘探、构造等相关联的时间、成本和环境影响。此外，冲压加速器钻井的能力使得能够更深入地勘探和回收自然资源。另外，在撞击期间释放的能量可以用于岩土工程勘察，诸如反射地震学、地层表征等。
图1是用于使用钻头102结合冲压加速器组件104钻探或挖掘地质地层的说明性系统100。冲压加速器组件104可以定位在钻柱的下游端处。例如，在使用弯接头106来控制钻头102定向的方向的定向钻井操作期间，冲压加速器组件104可以相对于弯接头106定位在下游。冲压加速器组件104可以包括发射管108，发射管108用作弹筒，射弹可以通过弹筒朝向钻头102加速。发射管108可以终止于形成在钻头102的面中的孔口110，使得加速的射弹离开孔口110以撞击地质地层位于钻头102正前方的部分。然后钻头102可以用于钻穿地层的通过与射弹的相互作用而被弱化的部分。在一些实现方式中，钻头102或钻柱的一个或多个其它部件(诸如轴承、轴环等)可以用于将冲压加速器组件104定位在距地质物质一定间隔距离处。在其它实现方式中，发射管108的长度可以影响冲压加速器组件104的其它部分距地层的距离。
定位在发射管108的上游端处的燃烧室112可以用于容纳推进剂，诸如一种或多种可燃气体或其它可燃或加压材料，推进剂可以用于使置于发射管108的上游端处的射弹朝向孔口110加速。在燃烧室112与地面之间延伸的一个或多个导管可以用于向燃烧室112提供推进剂。导管可以包括各种阀、密封件或其它类型的闭合件或防回流机构，以使得燃烧室112能够用作用于推进剂的燃烧的密封或加压环境。柱塞114可以容纳在位于燃烧室112上游的管道中并用于将射弹和端盖安置在发射管108中。柱塞114还可以用于推动钻井液、地层流体或可能已经从孔口110进入发射管108中的其它碎屑。在一些实现方式中，容纳柱塞114的管道可以用于向燃烧室112提供推进剂。例如，容纳柱塞114的通道可以用作导管。
与燃烧室112和发射管108相邻的射弹室116可以容纳一个或多个射弹和端盖。射弹室116可以具有一个或多个开口，其与燃烧室112或发射管108连通，使得射弹和端盖可离开射弹室116并进入燃烧室112或发射管108中。随后，柱塞114的移动可以用于将射弹和端盖放置在发射管108内。在一些实现方式中，可以使用施加到射弹室116的动力将射弹和端盖从射弹室116驱动到燃烧室112或发射管108中。例如，延伸到地面的射弹管118可以用于向射弹室116提供附加的射弹和端盖、以及可用于将射弹和端盖从射弹室116推动到燃烧室112中的流体。继续该示例，诸如球阀、挡板阀或隔膜的闭合机构可以将射弹室116与燃烧室112或发射管108分开，直到射弹室116与燃烧室112或发射管108之间的压差导致闭合机构打开以允许射弹和端盖进入燃烧室112或发射管108为止。在其它实现方式中，燃烧室112或发射管108中的降低的压力可以推动射弹和端盖从射弹室116进入燃烧室112或发射管中。例如，柱塞114的移动、推进剂的燃烧、射弹的移动或端盖的破坏中的一个或多个可以导致燃烧室112的压力相对于射弹室的压力改变，以导致射弹和端盖移动进入燃烧室112中。
在其它实现方式中，可以通过使射弹流入钻柱中，诸如在钻井泥浆或其它流体内，将射弹提供到发射管108。例如，大小设为允许具有选定直径的射弹通过的一个或多个分流器或阻挡件可以用于捕获在下游方向上在钻井泥浆内行进通过钻柱的射弹，并且将射弹运送到发射管108或相关联的射弹室116中。在另一个实现方式中，钻柱可以包括内部导管，射弹可以通过内部导管从地面提供到钻柱的下部部分。参考图9至图13示出和描述这种内部导管的一个示例。
在一些实现方式中，单独的专用导管(诸如射弹管118、用于向燃烧室112提供推进剂的导管、用于提供与推进剂混合的空气的一个或多个导管等)可以用于从地面向冲压加速器组件104提供材料。在其它实现方式中，可以通过单个导管提供推进剂和射弹，而可以使用单独的导管向冲压加速器组件104提供空气。在又一个实施方案中，可以通过单个导管提供空气和射弹，而可以使用单独的导管来提供推进剂。在又一个实施方案中，可以在与提供到钻头102的钻井液相同的导管中将空气或推进剂提供到冲压加速器组件104。如果与空气或推进剂同时地将射弹提供到冲压加速器组件104，那么射弹可以在各个射弹之间设置有密封弹壳或单独的密封塞，以使射弹间隔开并确保在各个射弹之间提供足够的推进剂或空气。在一些情况下，可以向电感耦合点火器模块提供一个或多个射弹。
在一些实现方式中，一个或多个传感器可以被配置为在沿着冲压加速器组件104的一个或多个位置处。这些传感器可以包括压力传感器、化学传感器、密度传感器、疲劳传感器、应变仪、加速度计、接近传感器等。联接到冲压加速器组件104的电子控制系统可以用于控制其一个或多个部分，诸如响应于来自一个或多个传感器的输入。控制系统可以包括一个或多个处理器、存储器、接口等，它们被配置为便于冲压加速器组件104的操作。例如，控制系统可以控制冲压加速器组件104内的各种阀或其它闭合装置，控制射弹室116的填充、燃烧室112的填充、燃烧室112中的材料的点燃等。在一些实现方式中，挡板或环形构件可以放置在冲压加速器组件104的一个或多个部分内。
图2示出了用于将端盖202和射弹204放置在冲压加速器组件104的发射管108内的方法200。如关于图1所描述的，冲压加速器组件104可以定位在钻柱内靠近钻头102之处，诸如相对于弯接头106的下游。冲压加速器组件104可以包括发射管108，其具有终止于燃烧室112的上游端和终止于钻头102的面中的孔口110的下游端。在使用中，使用燃烧室112内的推进剂产生的压力可以使定位在发射管108内的射弹204在朝向钻头102的下游方向上加速，其中射弹204可以离开孔口110以撞击在钻头102前面的地质地层。钻头102的后续操作可以使钻头102穿透地层的通过与射弹204的相互作用而被弱化的部分。
在框206处，可容纳在管道、导管或位于发射管108上游的其它类型的壳体中的柱塞114可以在下游方向上朝向钻头102延伸。柱塞114可以承载定位在燃烧室112或发射管108中的射弹204和端盖202。例如，如关于图1所描述的，在柱塞114朝向钻头102延伸之前，相邻的射弹室116内的射弹204和端盖202可以进入燃烧室112或发射管108中。当柱塞114、射弹204和端盖202在下游方向上前进时，这种运动可以将钻井液、地层流体、碎屑或其它类型的喷出物208推出发射管108，诸如通过推动喷出物208通过孔口110或在钻头102或发射管108中的另一个开口。
在框210处，柱塞114可以将端盖202安置在发射管108的下游端处或其附近。端盖202可以密封发射管108，防止钻井液、地层流体、碎屑或其它喷出物208从井筒环境进入。另外，端盖202的放置可以使得发射管108能够被抽空以促进射弹204朝向钻头102加速。例如，当柱塞114和射弹204在上游方向上抽回时，这种运动可以将发射管108抽空。在一些实现方式中，可以将发射管108的至少一部分抽空到25托或更低的压力。
在框212处，柱塞114可以从发射管108抽回，以将射弹204安置在发射管108的上游端处。在一些实现方式中，位于发射管108与燃烧室112之间的阀214或其它类型的闭合机构可以在柱塞114抽回时关闭，使得射弹204在发射管108的上游端处穿过阀214安置得靠近燃烧室112。
图3示出了用于加速放置的射弹204穿过冲压加速器组件104的发射管108以撞击地质地层的方法300。如关于图2所描述的，柱塞114或类似机构可以用于将端盖202放置在发射管108的下游端处或其附近，以密封发射管108并防止喷出物208进入。柱塞114和端盖202的向下游移动可以从发射管108推出或清除喷出物208，而在放置端盖202之后柱塞114和射弹204的向上游移动可以将发射管108抽空。然后可以将射弹204放置在发射管108的上游端处或其附近，诸如靠近燃烧室112，在将燃烧室112与发射管108分开的阀214的相对侧上。
在框302处，燃烧室112可以至少部分地填充有推进剂304。推进剂304可以包括任何形式的可燃材料、加压材料或其它类型的反应物或可赋予射弹204的动力的来源。例如，推进剂304可以包括一种或多种可燃气体，其可被点燃。在一些实现方式中，经由射弹204或柱塞114的向上游移动来压缩推进剂304可以点燃或加压推进剂304。在其它实现方式中，可以使用其它类型的点火，诸如单独的点火机构。来自与推进剂304相关联的燃烧反应、或其它类型的反应的压力可以使射弹204加速通过发射管108并朝向钻头102。在阀214或其它关闭机构将燃烧室112与发射管108分开的情况下，来自推进剂304的压力可以使阀214打开或以其它方式允许压力从推进剂304进入发射管108中。在一些实现方式中，参考图2所述的由柱塞114和射弹204的向上游移动导致的发射管108的抽空可以进一步增加发射管108与燃烧室112之间的压差，这可以促进射弹204加速通过发射管108。
在框306处，射弹204可以穿透端盖202并在钻头102的面处离开发射管108(诸如通过穿过孔口110)。然后，加速的射弹204可以撞击在钻头102之前的地质地层。射弹204与地层之间的相互作用可以弱化地层，以使得钻头102能够比钻头102在没有射弹204的情况下将穿透地层的情况更有效地穿透弱化的地层。射弹204与地层之间的相互作用可以破坏射弹204和地层的至少一部分，并且在一些实现方式中，破坏端盖202的至少一部分。在其它实现方式中，可以替代地使用挡板、阀、隔膜或其它闭合机构来代替端盖202，并且射弹204的通过可以打开闭合机构。由这些相互作用产生的碎屑可以产生喷出物208，喷出物208可以被带向地面，诸如通过钻井液在上游方向上流过环带。在一些实施方案中，由推进剂304的燃烧或排出产生的副产物、废物或碎屑也可以作为喷出物208离开发射管108。例如，推进剂304燃烧的副产物可以离开钻头102中的孔口110。在其它实现方式中，发射管108、钻头102或燃烧室112中的一个或多个通风口或其它开口可以用于允许副产物流入环带。在一些情况下，推进剂304的离开钻头102中的孔口110或钻柱的另一个部分的副产物可以促进喷出物208在上游方向上运输。
在框308处，在射弹204已经离开发射管108之后，在发射管108的上游端处的阀214可以关闭，并且另一个射弹204和端盖202可以定位在发射管108或燃烧室112中以使得能够重复进行关于图2和图3描述的过程。例如，在先前的射弹204加速之后，由于射弹室116与燃烧室112之间的压差，来自射弹室116的射弹204和端盖202可以进入燃烧室112中。随着钻头102前进通过地层，发射管108可以填充有钻井液、碎屑或其它喷出物208。例如，喷出物208可以在加速的射弹204破坏端盖202之后进入孔口110。进入发射管108中的喷出物208可以通过柱塞114的运动而被清除，以安置后续端盖202，如关于图2所描述的。
图4示出了用于通过使用由冲压加速器组件104加速进入地层402中的射弹204弱化地层402来增强钻头102在地质地层402内前进的方法400。如关于图3所描述的，一个或多个射弹204可以被加速通过冲压加速器组件104的发射管108。射弹204可以在钻头102处或其附近离开发射管108，以撞击地层402在钻头102前面的部分。射弹204与地层402之间的相互作用可以弱化地层402的至少一部分，使得钻头102能够以比在与射弹204的相互作用之前钻头102将穿透地层402的效率更高的效率穿透地层402的弱化的部分。
在框404处，加速的射弹204可以离开钻头102中的孔口110，撞击地质地层402，并且向地层402中穿透了至少短距离。例如，超高速射弹204可以在撞击时与地层402相互作用为流体-流体相互作用，以形成具有大体上柱形的形状的孔。非超高速射弹204可以与地层402相互作用为固体-固体相互作用，其可以使地层402的一部分破裂或碎裂，以形成可为柱形的孔、具有锥形轮廓的坑或另一个形状。不管射弹204的速度如何，加速的射弹204与地质物质之间的相互作用可以使地层402的在射弹204撞击地层402的点处或其附近的地质物质移位、压缩、移除、碎裂或以其它方式弱化。
在框406处，射弹204与地层402之间的相互作用可以粉碎或以其它方式降解射弹204的至少一部分并弱化地层402在钻头102前面的至少一部分。所产生的碎屑可以作为喷出物208经由环带向上游流动。在一些实现方式中，喷出物208可以包括端盖202的由射弹204、用于加速射弹204的推进剂304、来自推进剂304的燃烧或反应的副产物等穿透的部分。在一些情况下，喷出物208可以流入钻头102，诸如通过孔口110进入发射管108。然而，当后续端盖202放置在钻头102处或其附近(诸如通过承载端盖202的柱塞114的移动)时，可以随后从发射管108移除喷出物208，如关于图2所描述的。
在框408处，钻头102可以前进通过通过与射弹204的相互作用形成的弱化的地层410。例如，弱化的地层410可以包括经由射弹204与地层402之间的撞击形成的锥形坑。继续该示例，地层402与射弹204之间的相互作用可以粉碎射弹204和地层402的占据该坑的部分。粉碎的碎屑可以作为喷出物208从坑向上游流动，同时钻头102的旋转和降低可以导致钻头102穿透弱化的地层410。在钻头102通过弱化的地层410的时间上或其附近，后续射弹204可以加速进入地层402中以弱化地层402的后续部分。
图5示出了用于向钻柱的底部提供固体材料(诸如射弹204)、流体(诸如推进剂304)和电信号的说明性系统500。可以通过延伸穿过钻柱中位于冲压加速器组件104上游的元件的畅通路径(诸如中心孔)来促进射弹204穿入相对于弯接头106位于下游的冲压加速器组件104(图5中未示出)。这种部件可以包括泥浆马达、动力部段、一个或多个测量或随钻测井设备、操纵机构等。因此，正排量马达(PDM)或缺少中心孔的其它类型的泥浆马达可以抑制射弹204或其它材料通过。
在图5中所示的系统500中，可以使用涡轮泥浆马达502。因为涡轮泥浆马达502可以同心地操作，而不是需要马达与定子之间的周转相互作用，所以涡轮泥浆马达502可以设置有扩大的通孔504(1)以允许射弹204、推进剂304和其它流体、导管或其它材料通过。因为典型的涡轮泥浆马达502可以比PDM更快地旋转，所以可以在涡轮泥浆马达502与钻柱的位于其下游的元件之间提供行星齿轮箱506或其它类型的齿轮箱506或传动系统。例如，具有1:3或1:5比率的行星齿轮箱506可以用于将涡轮泥浆马达502的速度向下调节到适于钻头102的旋转的速度。中空驱动轴508可以用于将扭矩从涡轮泥浆马达502传递到钻头102。涡轮泥浆马达502中的通孔504(1)可以与中空驱动轴508中的通孔504(2)邻接，使得固体和其它材料能够流过涡轮泥浆马达502和中空驱动轴508到达冲压加速器组件104或相对于涡轮泥浆马达502和驱动轴508位于下游的其它部件。例如，图5示出了弯接头106、轴承510和位于驱动轴508下游的钻头102。如关于图1所描述的，冲压加速器组件104可以相对于钻头102定位在上游并相对于弯接头106定位在下游。在一些实现方式中，一个或多个稳定器可以沿着涡轮泥浆马达502的长度定位，以便于操纵钻头102。
图6示出了用于使用冲压加速器组件104操纵钻头102的说明性系统600。如关于图1至图4所述，包括发射管108的冲压加速器组件104可以与钻头102啮合。冲压加速器组件104可以使射弹204加速通过发射管108，诸如通过使用可燃推进剂304。加速的射弹204可以通过钻头102中的孔口110离开发射管108，以撞击在钻头102的面处或其附近的地层402。射弹204与地层402之间的相互作用可以弱化地层402的接触射弹204的部分，使得钻头102能够以比地层402的未弱化的部分更高的效率钻穿地层402的弱化的部分。图6示出了可用于选择性撞击地层402相对于钻头102的纵向轴线602偏离中心定位的部分的系统600。钻头102前进的方向可以通过相对于纵向轴线602以选定角度从钻头102向外射出射弹204来控制，使得地层402在相对于钻头102的特定侧上被弱化。钻头102可以在特定侧上更容易地钻穿弱化的构造410，而钻头102与地层402的在其其它侧上的一个或多个未弱化的部分之间的接触可以在地层402的弱化的部分的方向上推动钻头102。
可以使用被配置为检测钻柱或发射管108的旋转位置的各种传感器、电子器件和发射机构来对射弹204的连续射出进行定时。例如，为了增加井筒在所期望的方向上的倾斜度，发射管108可以相对于钻头102的纵向轴线602以偏移角度定位。当一个或多个传感器指示发射管108的孔口110相对于纵向轴线602定位在所期望的方向上时，射弹204可以加速通过发射管108并射出到地层402中。射弹204的这种偏离中心击发可以朝向钻头102的一侧在地层402中产生弱化，而钻头102与地层402的未弱化的部分之间的接触可以将钻头102朝向地层402的弱化的部分推动。当一个或多个传感器确定发射管108相对于纵向轴线602定位在所期望的方向上时，可以执行射弹204从发射管108的每次连续射出。射弹204的连续偏离中心射出相对于钻头102在所期望的方向上弱化地层402可以导致钻头102在弱化的地层410的方向上移动，从而造成使用冲压加速器组件104来进行的对钻柱的方向操纵。例如，图6示出了钻柱和钻头102的侧剖视图，其示出了冲压加速器组件104的发射管108相对于钻头102的纵向轴线602偏移(例如，成角度)。
在一些实现方式中，发射管108相对于纵向轴线602的位置可以是可调整的。例如，图6示出了钻头102和发射管108的示意性端视图，其示出了处于居于中心的配置604和偏离中心的配置606的发射管108。发射管108可以定位在调整狭槽608内，该调整狭槽608从钻头102的纵向轴线602延伸到更靠近其周边的位置。发射管108可以在调整狭槽608内从居于中心的配置604移动到偏离中心的配置606，并移动到在居于中心的配置604与偏离中心的配置606之间的一个或多个位置。例如，发射管108可以包括从其外表面突出的一个或多个管齿610，或可以与具有从其延伸的管齿610的一个或多个齿轮相关联。管齿610可以啮合一组对应的狭槽齿612，该狭槽齿612沿着调整狭槽608的至少一个表面延伸。因此，当发射管108或与其相关联的齿轮相对于调整狭槽608旋转时，随着发射管108沿着调整狭槽608的轴线移动，管齿610可以啮合狭槽齿612的不同部分。使用具有与调整狭槽608齿轮啮合的发射管108可以使发射管108相对于纵向轴线602的位置能够仅使用旋转运动来调整，诸如通过控制发射管108相对于钻柱的一个或多个其它部分的旋转。管齿610与狭槽齿612之间的啮合可以防止发射管108相对于钻头102的意外移动，这种意外移动可能是由钻头102或钻柱在操作期间的运动导致的，使得发射管108可以相对于纵向轴线602以选定角度定位并维持于该选定角度。
在一个实现方式中，冲压加速器组件104内的马达614可以啮合环形齿轮616或与发射管108相关联的其它突出构件。马达614可以用于向环形齿轮616施加旋转力，这可能导致发射管108相对于钻头102的旋转，从而使发射管108的端部在调整狭槽608内移动。马达614可以与一个或多个传感器通信，以用于检测发射管108的角位置、钻头102的旋转位置、钻柱内的一个或多个部件的旋转速度等。例如，可以基于钻头102和钻柱的当前旋转速度而选择由马达614施加到环形齿轮616以用于调整发射管108的旋转力的速度和方向。
在其它实现方式中，发射管108可以设置有相对于钻头102的固定偏移定向，并且可以选择性用于基于射弹204发射的时间而在直线定向或方向定向上操纵钻头102。例如，为了在选定方向上操纵钻头102，可以使用一个或多个传感器来确定发射管108的端部何时朝向钻头102对应于选定方向的一侧定位。在射弹204将在选定方向上射出的时间上，可以从发射管108射出射弹204，以撞击地层402位于选定方向上的部分。与射弹204的相互作用可以弱化地层402的这个部分，使得钻头102由地层402的未弱化的部分朝向选定方向推动。为了便于钻头102在大体上直线的方向上前进，传感器可以用于确定发射管108的端部的位置，并且连续射弹204可以以交替的方式在不同的方向上射出。例如，连续射弹204可以以交替的方式朝向钻孔的相对侧、沿着钻孔的周边以顺时针、逆时针、交替或随机的方式朝向四个或更多个等间隔点等射出。
在其它实现方式中，发射管108可以设置有相对于钻头102的固定偏移，但是发射管108可以被配置为在钻头102旋转时相对于钻孔保持静止。例如，可以在钻头102与发射管108之间提供旋转接头或其它类型的可移动的接头。
图7示出了射弹204的示例实现方式的若干视图700。侧视图702将射弹204示出为具有前部704、后部706，杆穿透器708和内部主体710，以及外部壳体主体712。前部704被配置为在发射期间先于后部706离开发射管108。
杆穿透器708可以包括一种或多种材料，诸如金属、陶瓷、塑料等。例如，杆穿透器708可以包括铜、贫化铀等。射弹204的内部主体710可以包括固体塑料材料或其它材料以夹带到地层402的弱化的部分中，诸如爆炸物、孔清洁器、止渗水件、水、冰等。
在一些实现方式中，射弹204的至少一部分可以包括在冲压加速器组件104的击发序列的至少一部分期间存在的状况期间可燃的材料。例如，外部壳体主体712可以包括铝。在一些实现方式中，射弹204可以省略机载推进剂304。在其它实现方式中，射弹204可以包括氧化剂，诸如高氯酸铵或高氯酸钠，其可以与柴油或钻柱的一部分内包含的另一种材料相互作用，以在下游方向上推进射弹204。在其它实现方式中，射弹204可以包括被配置为在射弹204顺着钻柱或发射管108向下行进时转换成气体的材料，该气体使射弹204加速。例如，射弹204可以包括面向钻头102的金属或陶瓷主体，以及相对于主体定位在上游方向上的固体气体发生部件。可以通过使用金属促进剂或其它类型的促进剂使气体发生部件缓慢地燃烧或更快地燃烧，以使用产生的气体推进射弹204。在一些实现方式中，可以将气体发生部件与钻柱内的射弹204的其余部分拆开。
射弹204的后部706还可以包括闭塞器，该闭塞器可以在射弹204加速通过发射管108时防止推进剂304越过射弹204逸出。闭塞器可以是射弹204的整体部分或单独且可拆的单元。横截面714示出了沿着由线A-A指示的平面的视图。
如图所示，射弹204还可以包括一个或多个翅片716、轨道或其它引导特征。例如，射弹204可以刻来复线以产生螺旋。翅片716可以定位到射弹208的前部704、后部706或两者，以在发射和射出期间提供引导。翅片716可以涂覆有磨蚀材料，该磨蚀材料有助于在射弹204被加速来穿透地层402时清洁发射管108。在一些实现方式中，翅片716中的一个或多个可以包括磨蚀翅片尖端718。在一些实现方式中，射弹204的主体可以向外延伸以形成翅片或其它引导特征。磨蚀翅片尖端718可以用于在射弹204通过期间清洁引导管108。
在一些实现方式中，射弹204可以包括一个或多个传感器或其它器械。传感器可以包括加速度计、温度传感器、陀螺仪等。来自这些传感器的信息可以使用射频、光传输、声传输等返回到接收设备。这个信息用于修改一个或多个击发参数、表征地层402中的物质等。
图8示出了射弹204设计的另一个示例实现方式的若干视图800。图8包括示出横截面的侧视图802，其中射弹204具有前部804和后部806。
在射弹204内的是杆穿透器708。虽然将穿透器示出为杆，但是在其它实现方式中，穿透器可以具有一种或多种其它形状，诸如棱柱形实体。
与上述的类似，射弹204可以包括中间芯部807和外部芯部808。在一些实现方式中，可以省略这些中的一个或两个。还如上所述，射弹204可以包括内部主体710和外部壳体主体712。图8示出了具有与图7中所示的形状不同的形状的内部主体710和外部壳体主体712。
射弹204可以包括烟火点火器810。烟火点火器810可以被配置为在击发期间发起、维持或以其它方式支持推进剂304的燃烧。
横截面812示出了沿着由线B-B指示的平面的视图。如图所示，射弹204可以不是径向对称的。在一些实现方式中，射弹204的形状可以被配置为向射弹204提供引导或指引。例如，射弹204可以具有楔形或凿形形状。如关于图7所描述的，射弹204还可以包括一个或多个翅片716、轨道或其它引导特征。
射弹204可以包括一种或多种磨蚀材料。磨蚀材料可以布置在射弹204内或射弹204上，并且被配置为在与地层402撞击时提供磨蚀作用。在一些实现方式中，磨蚀材料可以包括金刚石、石榴石、碳化硅、钨或铜中的一种或多种。例如，中间芯部807可以包括磨蚀材料，该磨蚀材料可以在杆穿透器708的内部芯部和外部芯部808之间成层。
图9至图12示出了用于将现有导管(诸如一段钻杆)与可用于从地面向井筒的底部提供固体、流体、气体、电信号、电力等的内部导管装配起来的方法。例如，射弹204、端盖202、推进剂304等可以通过已经安装在钻柱的区段内的内部导管提供到冲压加速器组件104。例如，诸如接线的电导体可以通过内部导管。在另一个示例中，导管本身可以用作电导体。
图9是示出第一外部导管区段902(1)的剖视图900。外部导管区段902(1)可以包括一段钻杆，其被配置为用于与其它外部导管区段902的啮合。在其它实现方式中，外部导管区段902(1)可以包括另一种类型的导管，诸如外壳、管件等。外部导管区段902(1)可以包括一组外部导管螺纹904(1)，其用于使外部导管区段902彼此啮合。例如，第一外部导管区段902(1)可以包括一组外部导管内(例如，凹)螺纹904(1)，其可以与形成在相邻的外部导管区段902上的互补的一组外部导管外(例如，凸)螺纹904啮合，以形成钻柱或其它类型的导管的连续区段。
为了将内部导管固定在外部导管区段902(1)内，可以将夹头906(1)插入并安装到外部导管区段902(1)中。例如，夹头906(1)可以包括从中心主体向外偏置的一个或多个突出元件。夹头906(1)的突出构件可以向外延伸以啮合在第一外部导管区段902(1)内的内镦粗部908(1)，诸如肩部或成角度的表面。例如，在构造期间，一段钻杆的包括螺纹的部分典型地焊接到钻杆部段的其余部分。内镦粗部908(1)可以包括在外部导管区段902(1)的内部内的突出区域，其中螺纹部分连结到外部导管区段902(1)的其余部分。在一些实现方式中，夹头906(1)的外表面的至少一部分可以滚花或以其它方式被纹理化以增加夹头906(1)与外部导管区段902(1)的内表面之间的摩擦。夹头906(1)可以包括定位在其内表面上的一组夹头螺纹910(1)，以用于与用来将内部导管固定在外部导管区段902(1)内的其它构件的啮合。
图10是示出具有啮合到安装的夹头906(1)的第一支撑圆柱1002(1)的第一外部导管区段902(1)的剖视图1000。支撑圆柱1002(1)可以包括与夹头906(1)的夹头螺纹910(1)互补的外螺纹，使得支撑圆柱1002(1)可以经由螺纹啮合1004(1)与夹头906(1)啮合。拧紧支撑圆柱1002(1)与夹头906(1)之间的螺纹啮合1004(1)可以限制夹头906(1)进行压缩并使夹头906(1)、支撑圆柱1002(1)和内部导管的一个或多个附接的区段张紧。在一些实现方式中，支撑圆柱1002(1)的外表面的至少一部分可以滚花或以其它方式被纹理化以相对于外部导管区段902(1)或夹头906(1)摩擦地固定支撑圆柱1002(1)。支撑圆柱1002(1)可以包括内部导管连接器1006或与其啮合，内部导管连接器1006可以用于啮合和连接内部导管的在一个或多个外部导管区段902内延伸的区段。
例如，图11示出了示出安装在外部导管区段902(1)内的支撑圆柱1002(1)和夹头906(1)的剖视图1100，其中第一内部导管区段1008(1)与内部导管连接器1006啮合。内部导管区段1008(1)可以在外部导管区段902(1)内延伸选定长度，其中内部导管区段1008(1)可以啮合由对应的夹头906和支撑圆柱1002支撑的附加的内部导管连接器1006。例如，外部导管区段902的每个端部可以包括夹头906和支撑圆柱1002，并且单个内部导管区段1008可以沿着外部导管区段902的长度延伸。在外部导管区段902的第一端处的夹头906和支撑圆柱1002可以包括内部导管连接器1006，而在相对端处的夹头906和支撑圆柱1002可不包括内部导管连接器1006并替代地被配置为与相邻的外部导管区段902的包括内部导管连接器1006的端部配合。
例如，图12示出了示出具有一组外部导管螺纹904(2)的第二外部导管区段902(2)的剖视图1200，该组外部导管螺纹904(2)可以与第一导管区段902(1)的外部导管螺纹904(1)互补并被配置为与其配合。导管区段902(1)，如图9至图11所示。第二夹头906(2)可以通过允许其突出构件延伸并啮合第二外部导管区段902(2)内的内镦粗部908(2)而安装在第二外部导管区段902(2)内。第二支撑圆柱1002(2)可以经由螺纹啮合1004(2)与第二夹头906(2)啮合。第二夹头906(2)和第二支撑圆柱1002(2)可以与图9至图11中所示的夹头906(1)和支撑圆柱1002(1)基本上相同。图12还示出了由第二支撑圆柱1002(2)支撑的第二内部导管区段1008(2)。然而，图12中所示的组件缺少内部导管连接器1006，使得第二内部导管区段1008(2)的端部可以接收支撑在相邻的外部导管区段902(诸如图9至图11中所示的第一外部导管区段902(1))中的内部导管连接器1006的端部。
图13示出了示出图9至图11的第一外部导管区段902(1)与第二外部导管区段902(2)之间的经由螺纹啮合1004(3)的啮合的剖视图1300，该螺纹啮合1004(3)使第一外部导管螺纹904(1)与第二外部导管螺纹904(2)配合。由于第一内部导管区段1008(1)、第二外部导管区段1008(2)和由支撑圆柱1002支撑的内部导管连接器1006的对准，外部导管区段902的配合也可以导致内部导管区段1008中的一个与内部导管连接器1006的配合以形成延伸穿过啮合的外部导管区段902的内部的连续内部导管。内部导管可以用于例如将射弹204、推进剂304或其它固体、液体或气体从地面提供到冲压加速器组件104或其它钻柱部件，或将物质从钻柱内的位置运输到地面。通过在外部导管区段902的每个端部处安装夹头906和支撑圆柱1002，内部导管区段1008可以安装在外部导管区段902内，由支撑圆柱1002支撑。内部导管区段1008可以安装在多个外部导管区段902内，使得当外部导管区段902配合时(例如，在钻井操作期间经由钻柱的延伸)，也形成连续内部导管。
条款
本文所述的系统和技术的进一步应用可以用于在空中发射射弹。例如，可以使用本文所述的技术将有效载荷发射到亚轨道或轨道轨迹中。在其它实现方式中，本文所述的系统和技术可以用于在海洋环境中发射射弹，诸如在海底或水下钻井或采矿操作期间。
本领域的普通技术人员将容易地认识到，上图中所示的某些步骤或操作可以被消除、组合、细分、并行执行或以替代顺序进行。此外，上述方法可以被实现为用于计算机系统的一个或多个软件程序并在计算机可读存储介质中被编码为可在一个或多个处理器上执行的指令。这些程序的单独实例可以在不同的计算机系统上执行或分布。
尽管某些步骤已经被描述为由某些装置、过程或实体执行，但是并不是必需是这种情况，并且本领域的普通技术人员将理解各种替代实现方式。
另外，本领域的普通技术人员容易地认识到，上述技术可以用于各种装置、环境和情况。尽管本公开是关于特定实施方案和实现方式撰写的，但是可以向本领域的技术人员提出各种改变和修改，并且本公开旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的这些改变和修改。
实施方案可以根据以下条款进行描述：
1.一种钻入地质地层中的系统，所述系统包括：
机械钻头，所述机械钻头包括：
一个或多个装置，所述一个或多个装置用于使物质从所述地质地层移位；以及
孔口；
组件，所述组件包括：
射弹室；
燃烧室；以及
发射管，所述发射管从所述燃烧室延伸到所述机械钻头中的所述孔口。
2.如条款1的系统，所述系统还包括：
柱塞，所述柱塞用于将端盖和射弹中的一个或多个定位在所述发射管中，其中所述柱塞从所述发射管的缩回将所述发射管在所述端盖上游的部分抽空。
3.如条款1或2的系统，其中所述射弹室被配置为容纳一个或多个射弹和端盖，并且进一步其中响应于所述射弹室与所述燃烧室之间的压差，射弹和端盖从所述射弹室进入所述发射管中。
4.如条款1至3中任一项的系统，所述系统还包括与所述射弹室连通的导管，其中所述导管被配置为将射弹运输到所述射弹室。
5.如条款1至4中任一项的系统，所述系统还包括与所述燃烧室连通的导管，其中所述导管被配置为将推进剂输送到所述燃烧室。
6.如条款1至5中任一项的系统，所述系统还包括：
弯接头，所述弯接头定位成使得所述组件在所述弯接头与所述机械钻头之间。
7.如条款1至6中任一项的系统，所述系统还包括：
涡轮泥浆马达，所述涡轮泥浆马达经由驱动轴与所述弯接头啮合，其中所述涡轮泥浆马达和所述驱动轴包括允许射弹或推进剂中的一个或多个通过的通孔。
8.如条款1至7中任一项的系统，其中所述发射管可相对于所述钻头的纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述发射管的端部大体上平行于所述纵向轴线，在所述第二位置，所述发射管的所述端部不相对于所述纵向轴线平行。
9.如条款8的系统，所述系统还包括：
第一组齿，所述第一组齿布置在所述发射管的外部；
所述机械钻头还包括：
调整狭槽，所述调整狭槽从接近所述机械钻头的中心的位置延伸到偏离中心的位置，其中所述调整狭槽包括第二组齿，所述第二组齿被配置为啮合所述第一组齿。
10.一种方法，所述方法包括：
使用柱塞将端盖定位在发射管的第一端，其中所述第一端接近钻头中的孔口而延伸；
使用所述柱塞将射弹定位在所述发射管的第二端；
推进所述射弹通过所述端盖，使得所述射弹离开所述发射管并撞击地质地层的一部分；以及
使所述钻头朝向所述地质地层的所述部分移动。
11.如条款10的方法，所述方法还包括：
通过优先地将所述射弹发射到孔的特定侧来引导所述钻头的路径穿过所述地质地层。
12.如条款10或11的方法，所述方法还包括：
使用导管将所述射弹运输到射弹室；以及
将所述射弹从所述射弹室移动到所述发射管。
13.如条款10至12中任一项的方法，所述方法还包括：
使用所述柱塞将所述发射管的至少一部分抽空。
14.如条款10至13中任一项的方法，所述方法还包括：
将所述发射管的所述第一端定位成相对于所述钻头的纵向轴线成偏移角度，使得所述发射管不与所述纵向轴线平行；
确定所述发射管的所述第一端定位成相对于所述纵向轴线朝向所述钻头的第一侧；以及
响应于确定所述发射管的所述第一端定位成朝向所述第一侧而点燃推进剂。
15.如条款10至14中任一项的方法，所述方法还包括：
响应于压差而将所述射弹从射弹室移动到与所述发射管连通的燃烧室；
用推进剂填充所述燃烧室；以及
点燃所述燃烧室内的所述推进剂。
16.一种系统，所述系统包括：
钻头，所述钻头包括：
一个或多个装置，所述一个或多个装置使物质移位；以及
孔口，所述孔口延伸穿过所述钻头；
组件，所述组件包括：
燃烧室；
发射管，所述发射管从所述燃烧室延伸到所述钻头中的所述孔口。
17.如条款16的系统，所述系统还包括：
柱塞，所述柱塞用于：
将端盖定位在所述发射管中接近所述孔口之处；以及
在抽出所述柱塞时，将所述发射管在所述端盖上游的部分抽空。
18.如条款16或17的系统，其中所述发射管可相对于所述钻头的纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述发射管的端部大体上平行于所述纵向轴线，在所述第二位置，所述发射管的所述端部不相对于所述纵向轴线平行。
19.如条款16至18中任一项的系统，所述系统还包括：
柱塞；以及
闭合机构，所述闭合机构将所述射弹室与所述发射管分开，其中所述柱塞被配置为将射弹从在所述闭合机构的第一侧上的在所述射弹室中的第一位置移动到在所述闭合机构的第二侧上的在所述发射管内的第二位置。
20.如条款16至19中任一项的系统，所述系统还包括：
端盖，所述端盖在所述发射管内，位于所述孔口与射弹之间，其中所述端盖被配置为被所述射弹穿透。
Claims (20)
1.一种钻入地质地层中的系统，所述系统包括：
机械钻头，所述机械钻头包括：
一个或多个装置，所述一个或多个装置用于使物质从所述地质地层移位；以及
孔口；
组件，所述组件包括：
射弹室；
燃烧室；以及
发射管，所述发射管从所述燃烧室延伸到所述机械钻头中的所述孔口。
2.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
柱塞，所述柱塞用于将端盖和射弹中的一个或多个定位在所述发射管中，其中所述柱塞从所述发射管的缩回将所述发射管在所述端盖上游的部分抽空。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述射弹室被配置为容纳一个或多个射弹和端盖，并且进一步其中响应于所述射弹室与所述燃烧室之间的压差，射弹和端盖从所述射弹室进入所述发射管中。
4.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括与所述射弹室连通的导管，其中所述导管被配置为将射弹运输到所述射弹室。
5.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括与所述燃烧室连通的导管，其中所述导管被配置为将推进剂输送到所述燃烧室。
6.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
弯接头，所述弯接头定位成使得所述组件在所述弯接头与所述机械钻头之间。
7.如权利要求6所述的系统，所述系统还包括：
涡轮泥浆马达，所述涡轮泥浆马达经由驱动轴与所述弯接头啮合，其中所述涡轮泥浆马达和所述驱动轴包括允许射弹或推进剂中的一个或多个通过的通孔。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述发射管可相对于所述钻头的纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述发射管的端部大体上平行于所述纵向轴线，在所述第二位置，所述发射管的所述端部不相对于所述纵向轴线平行。
9.如权利要求8所述的系统，所述系统还包括：
第一组齿，所述第一组齿布置在所述发射管的外部；
所述机械钻头还包括：
调整狭槽，所述调整狭槽从接近所述机械钻头的中心的位置延伸到偏离中心的位置，其中所述调整狭槽包括第二组齿，所述第二组齿被配置为啮合所述第一组齿。
10.一种方法，所述方法包括：
使用柱塞将端盖定位在发射管的第一端，其中所述第一端接近钻头中的孔口而延伸；
使用所述柱塞将射弹定位在所述发射管的第二端；
推进所述射弹通过所述端盖，使得所述射弹离开所述发射管并撞击地质地层的一部分；以及
使所述钻头朝向所述地质地层的所述部分移动。
11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
通过优先地将所述射弹发射到孔的特定侧来引导所述钻头的路径穿过所述地质地层。
12.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
使用导管将所述射弹运输到射弹室；以及
将所述射弹从所述射弹室移动到所述发射管。
13.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
使用所述柱塞将所述发射管的至少一部分抽空。
14.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
将所述发射管的所述第一端定位成相对于所述钻头的纵向轴线成偏移角度，使得所述发射管不与所述纵向轴线平行；
确定所述发射管的所述第一端定位成相对于所述纵向轴线朝向所述钻头的第一侧；以及
响应于确定所述发射管的所述第一端定位成朝向所述第一侧而点燃推进剂。
15.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
响应于压差而将所述射弹从射弹室移动到与所述发射管连通的燃烧室；
用推进剂填充所述燃烧室；以及
点燃所述燃烧室内的所述推进剂。
16.一种系统，所述系统包括：
钻头，所述钻头包括:
一个或多个装置，所述一个或多个装置使物质移位；以及
孔口，所述孔口延伸穿过所述钻头；
组件，所述组件包括：
燃烧室；
发射管，所述发射管从所述燃烧室延伸到所述钻头中的所述孔口。
17.如权利要求16所述的系统，所述系统还包括：
柱塞，所述柱塞用于：
将端盖定位在所述发射管中接近所述孔口之处；以及
在抽出所述柱塞时，将所述发射管在所述端盖上游的部分抽空。
18.如权利要求16所述的系统，其中所述发射管可相对于所述钻头的纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述发射管的端部大体上平行于所述纵向轴线，在所述第二位置，所述发射管的所述端部不相对于所述纵向轴线平行。
19.如权利要求16所述的系统，所述系统还包括：
柱塞；以及
闭合机构，所述闭合机构将所述射弹室与所述发射管分开，其中所述柱塞被配置为将射弹从在所述闭合机构的第一侧上的在所述射弹室中的第一位置移动到在所述闭合机构的第二侧上的在所述发射管内的第二位置。
20.如权利要求16所述的系统，所述系统还包括：
端盖，所述端盖在所述发射管内，位于所述孔口与射弹之间，其中所述端盖被配置为被所述射弹穿透。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201662393631P | 2016-09-12 | 2016-09-12 | |
| US62/393,631 | 2016-09-12 | ||
| US15/698,549 | 2017-09-07 | ||
| US15/698,549 US10590707B2 (en) | 2016-09-12 | 2017-09-07 | Augmented drilling system |
| PCT/US2017/050736 WO2018049199A1 (en) | 2016-09-12 | 2017-09-08 | Augmented drilling system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109804131A true CN109804131A (zh) | 2019-05-24 |
| CN109804131B CN109804131B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=61559569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201780059181.7A Active CN109804131B (zh) | 2016-09-12 | 2017-09-08 | 增强的钻井系统 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10590707B2 (zh) |
| EP (1) | EP3510232B1 (zh) |
| CN (1) | CN109804131B (zh) |
| CA (1) | CA3072561A1 (zh) |
| WO (1) | WO2018049199A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113700433A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-11-26 | 西南石油大学 | 一种自发电风压电磁联合冲击自转式空气锤及使用方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017142815A1 (en) | 2016-02-16 | 2017-08-24 | Extreme Rock Destruction LLC | Drilling machine |
| US10890030B2 (en) * | 2016-12-28 | 2021-01-12 | Xr Lateral Llc | Method, apparatus by method, and apparatus of guidance positioning members for directional drilling |
| US11255136B2 (en) | 2016-12-28 | 2022-02-22 | Xr Lateral Llc | Bottom hole assemblies for directional drilling |
| US10914168B2 (en) * | 2017-01-17 | 2021-02-09 | Hypersciences, Inc. | System for acoustic navigation of boreholes |
| EP3434858B1 (en) | 2017-05-01 | 2022-09-21 | Vermeer Manufacturing Company | Dual rod directional drilling system |
| WO2019014142A1 (en) | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Extreme Rock Destruction, LLC | LATERALLY ORIENTED CUTTING STRUCTURES |
| US11434695B2 (en) * | 2017-08-08 | 2022-09-06 | Hypersciences, Inc. | Projectile drilling systems and methods |
| US11180962B2 (en) | 2018-11-26 | 2021-11-23 | Vermeer Manufacturing Company | Dual rod directional drilling system |
| US20210148229A1 (en) | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Hypersciences, Inc. | Projectile augmented boring system |
| US11624235B2 (en) | 2020-08-24 | 2023-04-11 | Hypersciences, Inc. | Ram accelerator augmented drilling system |
| WO2022120347A1 (en) | 2020-11-12 | 2022-06-09 | Hypersciences, Inc. | Tunneling and mining method using pre-conditioned hole pattern |
| WO2022213074A1 (en) | 2021-03-30 | 2022-10-06 | Hypersciences, Inc. | Projectile drilling system |
| US11719047B2 (en) * | 2021-03-30 | 2023-08-08 | Hypersciences, Inc. | Projectile drilling system |
| WO2023220504A2 (en) * | 2022-03-11 | 2023-11-16 | University Of Washington | Baffled start section for ram accelerator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3633686A (en) * | 1970-04-29 | 1972-01-11 | Sun Oil Co | Method and apparatus for directional drilling |
| US4004642A (en) * | 1975-12-08 | 1977-01-25 | David Dardick | Tround terra-drill processes and apparatus |
| US4158388A (en) * | 1977-06-20 | 1979-06-19 | Pengo Industries, Inc. | Method of and apparatus for squeeze cementing in boreholes |
| CN201081247Y (zh) * | 2007-07-05 | 2008-07-02 | 天津开发区泰德森石油技术有限公司 | 石油钻井放喷遥控点火装置 |
| US20150330147A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Hypersciences, Inc. | Ram accelerator system with endcap |
Family Cites Families (83)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2544573A (en) | 1946-01-29 | 1951-03-06 | Stanolind Oil & Gas Co | Method and means for drilling |
| US2621732A (en) | 1947-02-24 | 1952-12-16 | Erick L Ahlgren | Gun |
| US2913959A (en) | 1954-01-25 | 1959-11-24 | Henry H Mohaupt | Penetrating and fracturing tool |
| US3075463A (en) | 1959-09-04 | 1963-01-29 | Dow Chemical Co | Well fracturing |
| US3253511A (en) | 1961-01-11 | 1966-05-31 | Zwicky Fritz | Launching process and apparatus |
| US3190372A (en) | 1962-03-05 | 1965-06-22 | Sun Oil Co | Methods and apparatus for drilling bore holes |
| US3244232A (en) | 1963-04-15 | 1966-04-05 | Baker Oil Tools Inc | Pressure actuated pushing apparatus |
| US3185224A (en) | 1963-05-27 | 1965-05-25 | Exxon Production Research Co | Apparatus for drilling boreholes |
| US3855931A (en) * | 1967-09-01 | 1974-12-24 | Trw Inc | Salvo ammunition for multiple bore open chamber gun |
| US3434380A (en) * | 1967-09-01 | 1969-03-25 | Trw Inc | Salvo-firing open chamber gun |
| US3441095A (en) | 1967-11-28 | 1969-04-29 | Dresser Ind | Retrievable through drill pipe formation fluid sampler |
| US3695715A (en) | 1970-04-01 | 1972-10-03 | Physics Int Co | Rock fracturing method and apparatus for excavation |
| GB1376833A (en) | 1972-05-31 | 1974-12-11 | Ici Ltd | Loading underwater cavities with fluent explosive material |
| US3863723A (en) | 1974-01-23 | 1975-02-04 | Physics Int Co | Hole drill and debris clearance method and means |
| DE2420035A1 (de) | 1974-04-25 | 1976-03-25 | Hellmut Dipl Ing Galter | Schiessgeraet |
| US4063486A (en) | 1974-05-13 | 1977-12-20 | General Electric Company | Liquid propellant weapon system |
| US4123975A (en) | 1976-03-03 | 1978-11-07 | Mohaupt Henry H | Penetrating projectile system and apparatus |
| US4030557A (en) | 1976-05-03 | 1977-06-21 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Well drilling apparatus and method |
| US4467878A (en) | 1981-09-04 | 1984-08-28 | Ibsen Barrie G | Shaped charge and carrier assembly therefor |
| US4582147A (en) * | 1982-07-16 | 1986-04-15 | Tround International, Inc. | Directional drilling |
| US4474250A (en) * | 1982-07-16 | 1984-10-02 | David Dardick | Measuring while drilling |
| US4638712A (en) | 1985-01-11 | 1987-01-27 | Dresser Industries, Inc. | Bullet perforating apparatus, gun assembly and barrel |
| US4679637A (en) | 1985-05-14 | 1987-07-14 | Cherrington Martin D | Apparatus and method for forming an enlarged underground arcuate bore and installing a conduit therein |
| US4791850A (en) | 1986-01-23 | 1988-12-20 | Minovitch Michael Andrew | Electromagnetic launching system for long-range guided munitions |
| IL82472A (en) | 1986-06-05 | 1993-01-14 | Gen Electric | Ram jet armament system |
| US4722261A (en) | 1986-09-22 | 1988-02-02 | United Technologies Corporation | Extendable ram cannon |
| IL82200A (en) | 1987-04-13 | 1996-01-31 | Rom Josef | Method and apparatus for launching a projectile at hypersonic velocity |
| US4907488A (en) | 1988-03-29 | 1990-03-13 | Seberger Oswald P | Device for silencing firearms and cannon |
| US4982647A (en) | 1988-06-16 | 1991-01-08 | Washington Research Foundation | Method and apparatus for initating stable operation of a ram accelerator |
| US5233903A (en) | 1989-02-09 | 1993-08-10 | The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Soreq Nuclear Research Center | Gun with combined operation by chemical propellant and plasma |
| DE4002529A1 (de) | 1990-01-29 | 1991-08-08 | Deutsch Franz Forsch Inst | Beschleunigungseinrichtung |
| US5098163A (en) | 1990-08-09 | 1992-03-24 | Sunburst Recovery, Inc. | Controlled fracture method and apparatus for breaking hard compact rock and concrete materials |
| US5097743A (en) | 1990-12-14 | 1992-03-24 | Washington Research Foundation | Method and apparatus for zero velocity start ram acceleration |
| US5146992A (en) | 1991-08-08 | 1992-09-15 | Baker Hughes Incorporated | Pump-through pressure seat for use in a wellbore |
| US5487405A (en) | 1993-06-01 | 1996-01-30 | Skoglund; Paul K. | Flow control valve having flow adjustable by variable ring |
| IL108095A (en) | 1993-12-20 | 1999-05-09 | Israel State | Chemical system for accelerating bullets to super high speeds |
| US5574244A (en) | 1994-11-16 | 1996-11-12 | Associated Universities, Inc. | Hypervelocity cutting machine and method |
| CN1072353C (zh) | 1995-08-04 | 2001-10-03 | 罗克明控股有限公司 | 用于破碎硬材料的装置 |
| US5768940A (en) | 1995-12-07 | 1998-06-23 | The Director-General Of The Institute Of Space And Astronautical Science | Sample collector |
| US5833003A (en) * | 1996-07-15 | 1998-11-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| US6457417B1 (en) | 1997-04-16 | 2002-10-01 | Doris Nebel Beal Inter Vivos Patent Trust | Method for the manufacture of a frangible nonsintered powder-based projectile for use in gun ammunition and product obtained thereby |
| US6000479A (en) | 1998-01-27 | 1999-12-14 | Western Atlas International, Inc. | Slimhole drill system |
| US5996709A (en) | 1998-03-05 | 1999-12-07 | Western Atlas International, Inc. | Projectile assisted drill for seismic operations |
| GB9916513D0 (en) | 1999-07-15 | 1999-09-15 | Churchill Andrew P | Bypass tool |
| US6405628B1 (en) | 1999-08-17 | 2002-06-18 | Apti, Inc. | Method and apparatus for penetrating hard materials |
| US6390200B1 (en) | 2000-02-04 | 2002-05-21 | Allamon Interest | Drop ball sub and system of use |
| US6467387B1 (en) | 2000-08-25 | 2002-10-22 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for propelling a data sensing apparatus into a subsurface formation |
| ATE372965T1 (de) | 2002-08-05 | 2007-09-15 | Carroll Bassett | Handwerkzeug zum aufbrechen von gestein |
| JP2004293142A (ja) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Komatsu Ltd | 管埋設方法 |
| US8687460B2 (en) | 2003-05-16 | 2014-04-01 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus of source control for synchronized firing of air gun arrays with receivers in a well bore in borehole seismic |
| CN101099024B (zh) | 2004-11-19 | 2012-05-30 | 哈利伯顿能源服务公司 | 钻探、完井和配置u形管井眼的方法和设备 |
| US7775148B1 (en) | 2005-01-10 | 2010-08-17 | Mcdermott Patrick P | Multivalve hypervelocity launcher (MHL) |
| ZA200502142B (en) | 2005-03-14 | 2005-11-30 | Jarmo Leppanen | Method of breaking rock and rock drill. |
| US7543640B2 (en) | 2005-09-01 | 2009-06-09 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for controlling undesirable fluid incursion during hydrocarbon production |
| US7658185B2 (en) | 2006-02-13 | 2010-02-09 | Anthony Perry | Chamber for weapon |
| US7753121B2 (en) | 2006-04-28 | 2010-07-13 | Schlumberger Technology Corporation | Well completion system having perforating charges integrated with a spirally wrapped screen |
| CN101017076A (zh) | 2006-12-05 | 2007-08-15 | 周林 | 冲压增程超远程制导炮弹 |
| US20080238252A1 (en) | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Barnard Jason J | Piezoelectric resonant power generator |
| PL1990503T3 (pl) | 2007-05-10 | 2012-03-30 | Hazemag & Epr Gmbh | Sposób i urządzenie do wiercenia wybuchowego |
| US8015908B2 (en) | 2008-02-20 | 2011-09-13 | Alien Arms, LLC | Firearm silencer and methods for manufacturing and fastening a silencer onto a firearm |
| CN102089615B (zh) | 2008-06-02 | 2014-01-29 | 考斯威夫公司 | 射弹推进系统 |
| US7681352B2 (en) | 2008-06-30 | 2010-03-23 | Lockheed Martin Corporation | Underwater gun comprising a valve-type barrel-seal |
| US8179278B2 (en) | 2008-12-01 | 2012-05-15 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole communication devices and methods of use |
| US8104568B2 (en) | 2009-09-14 | 2012-01-31 | Chris Luchini | Seismic gun assembly for shooting into a bore hole |
| EP2516788A1 (en) | 2009-12-23 | 2012-10-31 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of drilling and jet drilling system |
| US20110174545A1 (en) | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Vermeer Manufacturing Company | Drilling machine and method |
| US8302584B1 (en) | 2010-03-18 | 2012-11-06 | Weimin Lu | Rail gun launcher |
| CN102322216A (zh) | 2011-06-03 | 2012-01-18 | 东北石油大学 | 激光钻井装置 |
| US9334719B2 (en) | 2011-08-02 | 2016-05-10 | Schlumberger Technology Corporation | Explosive pellet |
| US8820242B2 (en) * | 2012-03-20 | 2014-09-02 | Brent Dee Alexander | Hot hole charge system |
| JP6145159B2 (ja) | 2012-04-24 | 2017-06-07 | ファイク・コーポレーションＦｉｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | エネルギー伝達装置 |
| CN202596572U (zh) | 2012-06-06 | 2012-12-12 | 浙江大学 | 钻井杆及脉冲等离子体钻机系统 |
| US9540895B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-01-10 | Baker Hughes Incorporated | Friction reduction assembly for a downhole tubular, and method of reducing friction |
| US9255471B2 (en) | 2012-12-07 | 2016-02-09 | Schlumberger Technology Corporation | Encapsulated explosive pellet |
| US9103618B2 (en) | 2013-01-09 | 2015-08-11 | Daniel Defense, Inc. | Suppressor assembly for a firearm |
| US9500419B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-22 | Hypersciences, Inc. | Ram accelerator system |
| CN103321572A (zh) | 2013-06-13 | 2013-09-25 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 空气钻井高低压转换管汇装置 |
| US9562426B2 (en) | 2013-07-17 | 2017-02-07 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Encapsulated microenergetic material |
| US10309212B2 (en) | 2013-08-27 | 2019-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Energetic cocrystals for treatment of a subterranean formation |
| WO2015076808A1 (en) | 2013-11-21 | 2015-05-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pressure and flow control in continuous flow drilling operations |
| US9103624B1 (en) | 2014-05-15 | 2015-08-11 | Vega Force International Corp. | Ballistic trajectory adjustment mechanism for toy gun |
| CA3053594C (en) | 2014-10-08 | 2021-09-21 | University Of Washington | Baffled-tube ram accelerator |
| US9169695B1 (en) | 2015-04-22 | 2015-10-27 | OEP Associates, Trustee for Oil exploration probe CRT Trust | Oil exploration probe |
-
2017
- 2017-09-07 US US15/698,549 patent/US10590707B2/en active Active
- 2017-09-08 WO PCT/US2017/050736 patent/WO2018049199A1/en active Application Filing
- 2017-09-08 CN CN201780059181.7A patent/CN109804131B/zh active Active
- 2017-09-08 CA CA3072561A patent/CA3072561A1/en active Pending
- 2017-09-08 EP EP17849639.4A patent/EP3510232B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3633686A (en) * | 1970-04-29 | 1972-01-11 | Sun Oil Co | Method and apparatus for directional drilling |
| US4004642A (en) * | 1975-12-08 | 1977-01-25 | David Dardick | Tround terra-drill processes and apparatus |
| US4158388A (en) * | 1977-06-20 | 1979-06-19 | Pengo Industries, Inc. | Method of and apparatus for squeeze cementing in boreholes |
| CN201081247Y (zh) * | 2007-07-05 | 2008-07-02 | 天津开发区泰德森石油技术有限公司 | 石油钻井放喷遥控点火装置 |
| US20150330147A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Hypersciences, Inc. | Ram accelerator system with endcap |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113700433A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-11-26 | 西南石油大学 | 一种自发电风压电磁联合冲击自转式空气锤及使用方法 |
| CN113700433B (zh) * | 2021-09-09 | 2023-05-12 | 西南石油大学 | 一种自发电风压电磁联合冲击自转式空气锤及使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3072561A1 (en) | 2018-03-15 |
| CN109804131B (zh) | 2021-08-31 |
| US20180073301A1 (en) | 2018-03-15 |
| WO2018049199A1 (en) | 2018-03-15 |
| EP3510232A1 (en) | 2019-07-17 |
| EP3510232A4 (en) | 2020-08-05 |
| US10590707B2 (en) | 2020-03-17 |
| EP3510232B1 (en) | 2023-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109804131A (zh) | 增强的钻井系统 | |
| US10822877B2 (en) | Enhanced endcap ram accelerator system | |
| US10180030B2 (en) | Ram accelerator system | |
| US10557308B2 (en) | Projectile drilling system | |
| CA3002341C (en) | Ram accelerator system with rail tube | |
| CA3020652C (en) | Ram accelerator system with baffles | |
| EP3286401B1 (en) | Ram accelerator system with baffles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40006443 Country of ref document: HK |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |