共振增强钻探的方法和设备

摘要

本发明涉及钻探设备，其包含：钻头（1），该钻头能够旋转并承受高频振荡载荷；以及控制装置，其用于控制应用到钻头的旋转载荷和/或振荡载荷，该控制装置具有调节装置，该调节装置用于改变所应用的旋转载荷和/或振荡载荷，该调节装置响应钻机经过的材料的条件。所使用的控制装置被提供在位于井下位置的设备上，并且包括用于对材料特性进行井下测量的传感器，其中该设备在闭环实时控制下可在井下操作。该设备可为钻头确定适当的载荷参数，从而实现并保持钻头和与钻头接触的被钻材料之间的共振。

主权项

一种钻探模块，其包括：旋转钻头（1）；振荡器，其被配置为将最高1kHz的高频轴向振荡载荷施加到所述旋转钻头；连接所述旋转钻头和所述振荡器的振动传送部分，所述振动传送部分被配置为将来自所述振荡器的所述高频轴向振荡载荷传送到所述旋转钻头；用于将所述钻探模块连接到钻柱的振动隔离单元，所述振动隔离单元被配置为将所述高频轴向振荡载荷与所述钻柱隔离；用于进行井下测量的传感器；以及控制器，其被配置为通过利用来自所述传感器的井下测量在闭环实时控制下进行井下操作，以便通过响应于所述旋转钻头经过的材料的条件改变所述高频轴向振荡载荷而控制所述振荡器，从而建立并保持所述振荡器、所述旋转钻头与所述旋转钻头经过的材料之间的振荡系统共振，由此所述高频轴向振荡载荷足以在所述旋转钻头经过的材料中开始产生裂纹。