微波辅助破岩气体钻井装备及气体钻井井壁冻结方法

摘要

本发明公开了微波辅助破岩气体钻井装备，气体钻井设备包括钻井台架、高压气源系统、供电和控制系统，高压气源系统设有冷凝器，并采用氮气作为气源，控制系统包括微波发生控制系统；钻头为为微波辅助破岩PDC钻头；钻杆为导电钻杆。同时本发明给出的气体钻井井壁冻结方法是：将氮气增压后注入井内，并开始钻进；当钻遇出水层后，停止注入氮气，利用微波辅助破岩PDC钻头对出水地层井壁进行径向射孔作业；将氮气冷凝为低温高压的液氮；将液氮注入至井下出水层，液氮循环至出水层被完全冷冻。本发明应用液氮冷冻冻结地层，有效解决了气体钻井不适于在出水地层作业的缺陷，提高了机械钻速，降低了钻井成本。

主权项

微波辅助破岩气体钻井装备，包括井上部分的气体钻井设备和井下部分的钻杆、钻头，其中，气体钻井设备包括钻井台架、高压气源系统、供电和控制系统；钻头为PDC钻头，包括钻头镶体以及分布在钻头镶体上的刀翼、切削齿、接头；钻杆包括钻杆本体和连接在钻杆本体两端的接头，其特征是：气体钻井设备中高压气源系统设有冷凝器，并采用氮气作为气源，控制系统包括微波发生控制系统；所述钻杆为导电钻杆，钻杆本体内嵌入线缆，钻杆接头处嵌入独立导电线圈；所述钻头为微波辅助破岩PDC钻头，其中：每个刀翼内部嵌入辅助破岩微波发生器，钻头镶体内部嵌入线缆，在接头处嵌入独立导电线圈，线缆连接在导电线圈和辅助破岩微波发生器之间。