CN114352202A - 一种微波协同高压热水破岩钻井装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波协同高压热水破岩钻井装置，包括钻杆及钻头，钻杆包括导管、连接环、旋转齿、冲水孔、连接环、螺孔及螺钉；钻头包括旋进齿、微波发射器、射水孔、连接槽、螺孔、螺钉及导线。钻杆和钻头通过连接槽和连接环用四个螺钉固定；两两钻杆之间通过连接槽和连接环用四个螺钉固定，延长深度，微波发射器通过导管中的导线与地面连接。本发明的有益效果是：通过在钻头上设置微波发射器，钻头与钻杆的导管相连的设计，从而在钻杆对页岩气进行钻孔开采时，能通过在导管注入高压热水并发射微波从而提高破岩速率，缩短钻进时间。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气开发技术领域，具体为一种微波协同高压热水破岩钻井装置。
背景技术
页岩气是指赋存于以富有机质页岩储层中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，以吸附态、游离态存在于孔隙及基质中。页岩气开发过程中，普遍通过钻井装置在页岩储层进行钻井，然后使用开采装置对页岩气进行开采。页岩相对煤岩，强度较大，钻头损耗大。此外，在钻井过程中需要重复的拔管倒出钻杆中的岩石，耗时耗力。综上，页岩气钻井装置寿命和效率有待新的突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波协同高压热水破岩钻井装置，有效提高页岩气钻井装置的寿命和效率，以克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微波协同高压热水破岩钻井装置，包括包括至少一根钻杆和钻头，其中相邻转杆间连接，位于最下方的钻杆与钻头配合连接；在钻杆表面上设置螺旋状旋转齿，所述螺旋齿具有排水、排渣功能，在钻杆和钻头内部设有贯通的导管，且钻杆与钻杆之间、钻杆与钻头之间的导管彼此连通；在钻头内的导管周围设置有微波发射器，具有辅助破岩作用，所述微波发射器通过导管中的导线与地面连接，在钻头的工作面均匀布置多个射水孔且该射水孔与钻头内的导管连通，所述射水孔连通导管发射高压热水，辅助破岩。
作为本发明的进一步方案：所述钻杆上端设有设有连接环，下端设有连接槽，所述钻杆间通过连接环和连接槽利用螺钉连接延长。
作为本发明的进一步方案：所述钻头上端设有连接槽，所述钻头通过连接槽利用螺钉与钻杆上的连接环固定连接。
作为本发明的进一步方案：所述钻头的工作面设有若干旋进齿，所述旋进齿与钻头整体铸造。
作为本发明的进一步方案：所述钻杆周围均匀设有冲水孔，所述冲水孔与钻杆内导管连通；其目的是防止卡钻。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在钻头上设置微波发射器，钻头与钻杆的导管相连的设计，从而在钻杆对页岩气进行钻孔开采时，能通过在导管注入高压热水并发射微波从而提高破岩速率，缩短钻进时间。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的系统结构主剖图；
图3是本发明的钻杆结构主剖图；
图4是本发明的钻杆结构横切图；
图5是本发明的钻头结构主剖图；
图6是本发明的钻头底部结构示意图。
图中：1-导管；2-连接环；3-钻杆；4-旋转齿；5-冲水孔；6-螺孔；7-钻头；8-旋进齿；9-导线；10-微波发射器；11-连接槽；12-螺孔；13-射水孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施例提供一种技术方案：一种微波协同高压热水破岩钻井装置，包括钻杆3及钻头7，钻杆3包括导管1、连接环2、旋转齿4、冲水孔5、连接环2、螺孔12及螺钉6；钻头7包括旋进齿8、微波发射器10、射水孔13、连接槽11、螺孔12、螺钉6及导线9。钻杆3和钻头7通过连接槽11和连接环2用四个螺钉6固定；两两钻杆3之间通过连接槽11和连接环2用四个螺钉6固定，延长深度，微波发射器10通过导管1中的导线9与地面连接。
具体的，钻杆3上端设有连接环2，下端设有连接槽11，钻杆3间通过连接环2和连接槽11利用螺钉6连接延长。钻杆3外侧设有连续的螺旋齿4，所述螺旋齿4具有排水、排渣功能。钻杆3设有若干冲水孔5，冲水孔5与钻杆3整体相同，其目的是防止卡钻。
具体的，钻头7上端设有连接槽11，所述钻头通过连接槽11利用螺钉6与钻杆3固定。钻头7内部垂向设有多个微波发射器10，具有辅助破岩作用。钻头7底部设有多个射水孔13，射水孔13连通导管1发射高压热水，辅助破岩。钻头7设有若干旋进齿8，所述旋进齿8与钻头7整体铸造。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种微波协同高压热水破岩钻井装置，包括包括至少一根钻杆(3)和钻头(7)，其中相邻转杆(3)间连接，位于最下方的钻杆(7)与钻头(7)配合连接；在钻杆(3)表面上设置螺旋状旋转齿(4)，其特征在于：在钻杆(3)和钻头(7)内部设有贯通的导管(1)，且钻杆(3)与钻杆(3)之间、钻杆(3)与钻头(7)之间的导管彼此连通；在钻头(7)内的导管(1)周围设置有微波发射器(10)，在钻头(7)的工作面均匀布置多个射水孔(13)且该射水孔(13)与钻头(7)内的导管(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种微波协同高压热水破岩钻井装置，其特征在于：所述钻杆(3)上端设有设有连接环(2)，下端设有连接槽(11)，所述钻杆(3)间通过连接环(2)和连接槽(11)利用螺钉(6)连接延长。
3.根据权利要求1所述的一种微波协同高压热水破岩钻井装置，其特征在于：所述钻头(7)上端设有连接槽(11)，所述钻头通过连接槽(11)利用螺钉(6)与钻杆(3)上的连接环(2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种微波协同高压热水破岩钻井装置，其特征在于：所述钻头(7)的工作面设有若干旋进齿(8)，所述旋进齿(8)与钻头(7)整体铸造。
5.根据权利要求1所述的一种微波协同高压热水破岩钻井装置，其特征在于：所述钻杆(3)周围均匀设有冲水孔(5)，所述冲水孔(5)与钻杆(3)内导管(1)连通。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104563883A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工集团公司 | 微波辅助破岩钻头、导电钻杆以及微波辅助破岩装置 |
| CN204804691U (zh) * | 2015-03-05 | 2015-11-25 | 北京加华维尔能源技术有限公司 | 一种毫米波辅助钻井装置 |
| CN108060927A (zh) * | 2017-12-10 | 2018-05-22 | 北京工业大学 | 一种隧道挖掘中微波与水切割混合破岩装置 |
| CN209385079U (zh) * | 2018-12-20 | 2019-09-13 | 中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司 | 一种适用于页岩气开发的水基钻井装置 |
| CN112523685A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-03-19 | 深圳大学 | 一种微波破岩钻井装置 |
| CN112796664A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-14 | 中国矿业大学(北京) | 一种微波辅助超临界二氧化碳射流的钻进装置及方法 |
| CN113107516A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-13 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 微波加热与高压水切割联合辅助破岩的硬岩隧道掘进机 |
| CN214247218U (zh) * | 2021-02-02 | 2021-09-21 | 陈晔 | 一种钻井用辅助破岩装置 |
-
2021
- 2021-12-17 CN CN202111557793.3A patent/CN114352202A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104563883A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工集团公司 | 微波辅助破岩钻头、导电钻杆以及微波辅助破岩装置 |
| CN204804691U (zh) * | 2015-03-05 | 2015-11-25 | 北京加华维尔能源技术有限公司 | 一种毫米波辅助钻井装置 |
| CN108060927A (zh) * | 2017-12-10 | 2018-05-22 | 北京工业大学 | 一种隧道挖掘中微波与水切割混合破岩装置 |
| CN209385079U (zh) * | 2018-12-20 | 2019-09-13 | 中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司 | 一种适用于页岩气开发的水基钻井装置 |
| CN112523685A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-03-19 | 深圳大学 | 一种微波破岩钻井装置 |
| CN214247218U (zh) * | 2021-02-02 | 2021-09-21 | 陈晔 | 一种钻井用辅助破岩装置 |
| CN112796664A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-14 | 中国矿业大学(北京) | 一种微波辅助超临界二氧化碳射流的钻进装置及方法 |
| CN113107516A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-13 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 微波加热与高压水切割联合辅助破岩的硬岩隧道掘进机 |
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