本發(fā)明關(guān)于能源鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于石油工程鉆井技術(shù)，具體的講是一種井下動力鉆井系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著淺層油氣資源的勘探開發(fā)程度越來越高，深層油氣資源成為我國油氣資源戰(zhàn)略接替的重要領(lǐng)域。我國剩余油氣資源中約40％處于深部地層(≥4500m)，深層油氣資源勘探開發(fā)已成為我國油氣發(fā)展的重大需求。因此，如何對深層油氣資源進(jìn)行開采是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

傳統(tǒng)的鉆井系統(tǒng)在深井、超深井的鉆井勘探過程中，地面能量由地面向井底傳輸?shù)倪^程中存在較大損失，因而導(dǎo)致井底壓力不足、鉆速較慢、鉆井的效率低下。倘若加大地面能量的壓力，雖然會提升傳輸?shù)骄椎哪芰浚沁^高的圧力又會使鉆井系統(tǒng)的鉆桿屈服變形甚至擠毀。此外，傳統(tǒng)的鉆井系統(tǒng)中的液返排系統(tǒng)出于安全因素的考慮，地面無法提供過高的泵壓，而在深井、超深井中鉆井液沿程壓力損失較大，導(dǎo)致井底水力能量不足，攜巖效率不高。

同時(shí)，深層油氣資源多埋藏在盆地、山區(qū)，鉆井勘探的電力供應(yīng)依賴于發(fā)電廠架設(shè)的電網(wǎng)，用電成本較高，而傳統(tǒng)的發(fā)電廠利用化石能源發(fā)電，能量利用率較低，同時(shí)還會放出有毒有害顆粒物及溫室氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，加劇溫室效應(yīng)。此外，由于深部地層巖石的硬度高、可鉆性差，傳統(tǒng)的水射流鉆井在深部硬地層鉆進(jìn)效率低、周期長、成本高。

因此，如何研究和開發(fā)出一種新的設(shè)備，其能夠應(yīng)用于深層油氣資源是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種井下動力鉆井系統(tǒng)，采用氫氣輸送裝置、氧氣輸送裝置為燃料電池作輸送氫氣、氧氣，由燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而直接為井下鉆頭裝置供能，由于沿程能量損失小，井底壓力充足，因此實(shí)現(xiàn)了高效快速鉆進(jìn)，可達(dá)到更大的鉆井井深，滿足深層目前鉆探的需求。

本發(fā)明的目的是，提供一種下動力鉆井系統(tǒng)，包括氫氣輸送裝置、氧氣輸送裝置、牽引裝置、鉆井液輸送裝置、鉆井液抽取裝置以及鉆頭裝置；

其中，所述氫氣輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸送氫氣；

所述氧氣輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸入氧氣；

所述鉆井液輸送裝置，用于向所述鉆頭裝置輸送鉆井液；

所述牽引裝置，用于對所述鉆頭裝置進(jìn)行牽引；

所述鉆井液抽取裝置，用于抽取所述鉆頭裝置中的鉆井液；

所述鉆頭裝置，包括燃料電池、加熱裝置、加壓裝置以及鉆頭；

所述燃料電池，用于接收所述氫氣以及所述氧氣，使所述氫氣與所述氧氣發(fā)生反應(yīng)并釋放出熱量與電能；

所述加熱裝置，用于吸收所述熱量以對所述鉆井液進(jìn)行加熱氣化；

所述加壓裝置，用于在所述電能的作用下對所述氣化后的鉆井液進(jìn)行加壓，將加壓后的鉆井液經(jīng)過所述鉆頭噴出以進(jìn)行射流鉆井。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述氫氣輸送裝置包括：

氫氣儲氣箱、氫氣輸送管線以及氫氣加壓輸送泵；

所述氫氣儲氣箱在所述氫氣加壓輸送泵的作用下通過所述氫氣輸送管線向所述燃料電池輸送氫氣。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述氧氣輸送裝置包括：

氧氣儲氣箱、氧氣輸送管線以及氧氣加壓輸送泵；

所述氧氣儲氣箱在所述氧氣加壓輸送泵的作用下通過所述氧氣輸送管線向所述燃料電池輸送氧氣。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鉆頭裝置還包括：

鉆頭鉆井液回收管、鉆頭鉆井液回收集箱、外殼以及鉆頭鉆井液輸送集箱；

所述加熱裝置包括加熱翅片以及加熱管；

所述加壓裝置包括防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電機(jī)固定盤、葉片固定盤以及加壓葉片；

所述鉆頭鉆井液輸送集箱焊接于所述外殼的表面，所述鉆頭鉆井液回收管的彎管段與所述鉆頭鉆井液回收集箱的外圓環(huán)面焊接，所述鉆頭鉆井液回收管的直段位于所述外殼外側(cè)環(huán)空間隙中，所述加熱管點(diǎn)焊于所述燃料電池的外殼環(huán)形面上，所述加熱翅片點(diǎn)焊于所述燃料電池的外殼及所述加熱管上，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過螺釘固定于所述電機(jī)固定盤上，所述電機(jī)固定盤焊接于所述外殼內(nèi)環(huán)面內(nèi)壁，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸與所述葉片固定盤上表面進(jìn)行承插焊，所述加壓葉片通過高強(qiáng)度螺釘固定于所述葉片固定盤上，所述鉆頭與所述葉片固定盤下表面進(jìn)行承插焊，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)通電轉(zhuǎn)動并帶動所述加壓葉片及所述鉆頭轉(zhuǎn)動。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鉆井液輸送裝置包括：

鉆井液輸送管線、鉆井液加壓輸送泵以及鉆井液儲箱；

所述鉆井液輸送管線在所述鉆井液加壓輸送泵的作用下抽取鉆井液并加壓后輸送至所述鉆頭鉆井液輸送集箱中，所述鉆頭鉆井液輸送集箱的下端為環(huán)空，使所述鉆井液進(jìn)入到所述鉆頭裝置內(nèi)部。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鉆井液抽取裝置包括：

鉆井液回收管線以及鉆井液抽取泵；

所述鉆頭鉆井液回收管對所述鉆井液進(jìn)行回收至所述鉆頭鉆井液回收集箱，所述鉆井液回收管線在所述鉆井液抽取泵的作用下抽取所述鉆頭鉆井液回收集箱內(nèi)部的鉆井液并加壓后輸送至所述鉆井液儲箱中。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述牽引裝置包括：

絞盤以及連續(xù)油管；

所述連續(xù)油管通過所述絞盤對所述鉆頭裝置進(jìn)行牽引，所述連續(xù)油管的下端焊接于所述鉆頭的外殼的表面，所述鉆井液回收管線、所述鉆井液輸送管線、所述氫氣輸送管線以及所述氧氣輸送管線通過所述連續(xù)油管與所述鉆頭裝置進(jìn)行傳輸。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述燃料電池包括相對結(jié)合的空氣流場板以及氫氣流場板，所述空氣流場板為圓環(huán)形，包括空氣圓孔流道、空氣氣體擴(kuò)散腔以及空氣冷卻流道，所述氫氣流場板為圓環(huán)形，包括氫氣圓孔流道、氫氣氣體擴(kuò)散腔以及氫氣冷卻流道，所述空氣冷卻流道與所述氫氣冷卻流道相互對應(yīng)形成環(huán)狀流道。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述燃料電池的外殼體設(shè)置有多個(gè)焊接腳，通過焊接腳將所述燃料電池與所述鉆頭的外殼進(jìn)行固定連接。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鉆頭裝置還包括弓簧扶正器，所述弓簧扶正器的兩端焊接于所述外殼外環(huán)面。

本發(fā)明的有益效果在于，提供了一種井下動力鉆井系統(tǒng)，采用氫氣輸送裝置、氧氣輸送裝置為燃料電池作輸送氫氣、氧氣，由燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而直接為井下鉆頭裝置供能，由于沿程能量損失小，井底壓力充足，因此實(shí)現(xiàn)了高效快速鉆進(jìn)，可達(dá)到更大的鉆井井深，滿足深層目前鉆探的需求。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種井下動力鉆井系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中的一種井下動力鉆井系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中鉆頭裝置的主視圖；

圖4本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中鉆頭裝置的剖面圖；

圖5本發(fā)明提供的具體實(shí)施例中鉆頭裝置的內(nèi)部示意圖。

附圖標(biāo)號：

100 氫氣輸送裝置

200 氧氣輸送裝置

300 牽引裝置

400 鉆井液輸送裝置

500 鉆井液抽取裝置

600 鉆頭裝置

1 氫氣儲氣箱

2 氧氣儲氣箱

3 氫氣加壓輸送泵

4 氧氣加壓輸送泵

5 絞盤

6 連續(xù)油管

7 鉆井液回收管線

8 鉆井液輸送管線

9 鉆井液抽取泵

10 鉆井液加壓輸送泵

11 鉆井液儲箱

12 氫氣輸送管線

13 氧氣輸送管線

14 弓簧扶正器

15 鉆頭鉆井液回收管

16 鉆頭鉆井液回收集箱

17 外殼

18 鉆頭鉆井液輸送集箱

19 燃料電池

20 加熱翅片

21 加熱管

22 防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)

23 電機(jī)固定盤

24 葉片固定盤

25 加壓葉片

26 鉆頭

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面參考本發(fā)明的若干代表性實(shí)施方式，詳細(xì)闡釋本發(fā)明的原理和精神。首先介紹本發(fā)明的技術(shù)理論。結(jié)合高壓水射流方法和巖石熱裂解破巖方法，本發(fā)明提出高溫射流高效破巖的新方案，高壓水射流方案主要利用水射流沖擊力對井底巖石進(jìn)行破碎，巖石熱裂解利用熱空氣、火焰等高溫介質(zhì)加熱巖石，讓其內(nèi)部產(chǎn)生非均勻膨脹的熱應(yīng)力，使巖石裂解破碎。高溫射流數(shù)學(xué)模型包括：

(1)連續(xù)性方程

式中，u_x、u_y、u_z分別為X、Y、Z三個(gè)方向的速度分量，m/s；t為時(shí)間，s；ρ為密度，kg/m3。

式中：為流體速度矢量，單位m/s。

(2)動量方程

式中，p為流體微元體上的壓強(qiáng)，Pa；μ為動力粘度，Pa·s；f_x、f_y、f_z為三個(gè)方向的單位質(zhì)量力，m/s2。

(3)能量方程

式中：E為流體微團(tuán)的總能，J/kg，包含內(nèi)能、勢能和動能之和，E＝h-p/ρ+u²/2；h為焓，J/kg；h_j為組分j的焓，J/kg；k_eff為有效熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m·K)，k_eff＝k+k_t，k_t為湍流熱傳導(dǎo)系數(shù)，根據(jù)所用的湍流模型來定義；J_j為組分j的擴(kuò)散通量；S_h為包含了化學(xué)反應(yīng)熱及其它用戶定義的體積熱源項(xiàng)。

(4)氣體狀態(tài)方程

實(shí)際氣體若考慮壓縮性，狀態(tài)方程為p＝ZρRT,Z為實(shí)際氣體的壓縮系數(shù)。R為普適氣體常數(shù)，J·mol1·K1。

可實(shí)現(xiàn)k-ε模型的輸運(yùn)方程為：

其中：

式中，G_k和G_b是由湍動能產(chǎn)生；C_1ε、C_2ε、C_3ε、C₂、和A₀為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，C_1ε＝1.44、C_2ε＝1.9、C_3ε＝0.09、C₂＝0.9、A₀＝4.0；σ_k、σ_ε分別為湍動能與湍動耗散率相對應(yīng)的普朗特?cái)?shù)。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明提供了一種井下動力鉆井系統(tǒng)，請參閱圖1，所述鉆井系統(tǒng)包括氫氣輸送裝置100、氧氣輸送裝置200、牽引裝置300、鉆井液輸送裝置400、鉆井液抽取裝置500以及鉆頭裝置600；

其中，所述氫氣輸送裝置100，用于向所述鉆頭裝置600輸送氫氣；

所述氧氣輸送裝置200，用于向所述鉆頭裝置600輸入氧氣；

所述鉆井液輸送裝置400，用于向所述鉆頭裝置600輸送鉆井液；

所述牽引裝置300，用于對所述鉆頭裝置600進(jìn)行牽引；

所述鉆井液抽取裝置500，用于抽取所述鉆頭裝置600中的鉆井液；

所述鉆頭裝置600，包括燃料電池19、加熱裝置、加壓裝置以及鉆頭26；

所述燃料電池19，用于接收所述氫氣以及所述氧氣，使所述氫氣與所述氧氣發(fā)生反應(yīng)并釋放出熱量與電能；

所述加熱裝置，用于吸收所述熱量以對所述鉆井液進(jìn)行加熱氣化；

所述加壓裝置，用于在所述電能的作用下對所述氣化后的鉆井液進(jìn)行加壓，將加壓后的鉆井液經(jīng)過所述鉆頭26噴出以進(jìn)行射流鉆井。

本發(fā)明提供的一種井下動力鉆井系統(tǒng)，其采用氫氣輸送裝置、氧氣輸送裝置為燃料電池作輸送氫氣、氧氣，通過牽引裝置進(jìn)行牽引，由鉆井液輸送裝置、鉆井液抽取裝置完成鉆井液從地面到鉆井裝置的輸送，由燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而直接為井下鉆頭裝置供能，由于沿程能量損失小，井底壓力充足，因此實(shí)現(xiàn)了高效快速鉆進(jìn)，可達(dá)到更大的鉆井井深，滿足深層目前鉆探的需求。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述氫氣輸送裝置100包括氫氣儲氣箱1、氫氣輸送管線12以及氫氣加壓輸送泵3。所述氫氣儲氣箱1在所述氫氣加壓輸送泵3的作用下通過所述氫氣輸送管線12向所述燃料電池19輸送氫氣。氫氣輸送管線12可采用高強(qiáng)度耐高溫耐高壓軟管制備。

在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，燃料電池19中可設(shè)置氫氣口，通過氫氣輸送管線12與氫氣儲氣箱1連接，實(shí)現(xiàn)氫氣輸送。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述氧氣輸送裝置200包括氧氣儲氣箱2、氧氣輸送管線13以及氧氣加壓輸送泵4。所述氧氣儲氣箱2在所述氧氣加壓輸送泵4的作用下通過所述氧氣輸送管線13向所述燃料電池19輸送氧氣。氧氣輸送管線13采用高強(qiáng)度耐高溫耐高壓軟管制備。

在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，燃料電池19中可設(shè)置氧氣口，通過氧氣輸送管線13與氧氣儲氣箱2連接，實(shí)現(xiàn)氧氣輸送。燃料電池19在圖4所示的鉆頭裝置的剖面圖清晰可見。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述燃料電池19包括相對結(jié)合的空氣流場板以及氫氣流場板，所述空氣流場板為圓環(huán)形，包括空氣圓孔流道、空氣氣體擴(kuò)散腔以及空氣冷卻流道，所述氫氣流場板為圓環(huán)形，包括氫氣圓孔流道、氫氣氣體擴(kuò)散腔以及氫氣冷卻流道，所述空氣冷卻流道與所述氫氣冷卻流道相互對應(yīng)形成環(huán)狀流道，所述燃料電池19采用金屬材料制成。

在圖3所示的具體實(shí)施例中，燃料電池采用一種圓環(huán)形燃料電池雙極板，空氣流場板和氫氣流場板與膜電極接觸的圓孔流道相互對應(yīng)。由于雙極板采用金屬材料制成，與普通石墨雙極板相比具有良好的機(jī)械性能，不易損壞，易加工且厚度薄，因而可以減小電堆的體積，且采用圓點(diǎn)流道其膜電極所受到的剪切力相對傳統(tǒng)的平行流道、蛇形流道以及交指流道要小，因而可以提高電堆的抗沖擊能力。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述鉆頭裝置600還包括鉆頭鉆井液回收管15、鉆頭鉆井液回收集箱16、外殼17以及鉆頭鉆井液輸送集箱18；

所述加熱裝置包括加熱翅片20以及加熱管21；

所述加壓裝置包括防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22、電機(jī)固定盤23、葉片固定盤24以及加壓葉片25。

在圖3所示的具體實(shí)施例中的鉆頭裝置的主視圖以及圖4所示的具體實(shí)施例中的鉆頭裝置的剖面圖中可見，所述鉆頭鉆井液輸送集箱18焊接于所述外殼17的表面，所述鉆頭鉆井液回收管15的彎管段與所述鉆頭鉆井液回收集箱16的外圓環(huán)面焊接，所述鉆頭鉆井液回收管15的直段位于所述外殼17外側(cè)環(huán)空間隙中，所述加熱管21點(diǎn)焊于所述燃料電池19的外殼環(huán)形面上，所述加熱翅片20點(diǎn)焊于所述燃料電池19的外殼及所述加熱管21上，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22通過螺釘固定于所述電機(jī)固定盤23上，所述電機(jī)固定盤23焊接于所述外殼17內(nèi)環(huán)面內(nèi)壁，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22主軸與所述葉片固定盤24上表面進(jìn)行承插焊，所述加壓葉片25通過高強(qiáng)度螺釘固定于所述葉片固定盤24上，所述鉆頭26與所述葉片固定盤24下表面進(jìn)行承插焊，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22通電轉(zhuǎn)動并帶動所述加壓葉片25及所述鉆頭26轉(zhuǎn)動。

在圖3、圖4以及圖5所示的具體實(shí)施例中，加熱管21沿圓周方向均布多個(gè)，加熱翅片20沿燃料電池19外殼徑向均布多個(gè)。通過耐高溫高壓航空插頭將燃料電池19所釋放的電能引入到防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22上使電機(jī)轉(zhuǎn)動，鉆頭26在該實(shí)施例中為牙輪鉆頭，其與氣化鉆井液加壓葉片固定盤24下表面進(jìn)行承插焊，防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)22通電轉(zhuǎn)動并帶動氣化鉆井液加壓葉片25及牙輪鉆頭轉(zhuǎn)動。經(jīng)加熱管21及加熱翅片20進(jìn)行高溫加熱氣化后的鉆井液，通過氣化鉆井液加壓葉片25旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加壓從而制得高溫高壓的氣化鉆井液，高溫高壓氣化鉆井液經(jīng)過牙輪鉆頭中心空洞噴出進(jìn)行射流鉆井。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述燃料電池19的外殼體設(shè)置有多個(gè)焊接腳，通過焊接腳將所述燃料電池19與所述鉆頭的外殼17進(jìn)行固定連接。

在具體的實(shí)施例中，燃料電池19外殼體可加工四個(gè)焊接腳，通過焊接腳將燃料電池19與外殼內(nèi)環(huán)面?zhèn)缺谶M(jìn)行固定連接，氫氣輸送管線12與氧氣輸送管線13分別將氫氣與氧氣輸入到新型燃料電池19內(nèi)部，氫氣與氧氣在燃料電池19內(nèi)部催化劑作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生巨大的電能及熱能。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述鉆頭裝置400還包括弓簧扶正器14，所述弓簧扶正器14的兩端焊接于所述外殼17外環(huán)面。

在具體的實(shí)施例中，弓簧扶正器14圓周方向均布多個(gè)，弓簧扶正器14主要作用為在鉆井過程中對鉆頭進(jìn)行扶正防止偏心鉆井出現(xiàn)，弓簧扶正器14中間直段外側(cè)表面焊接有三個(gè)凸出的鋼球，防止整個(gè)頭部裝置在鉆頭旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)隨轉(zhuǎn)情況，導(dǎo)致上部管線發(fā)生纏繞。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述鉆井液輸送裝置400包括鉆井液輸送管線8、鉆井液加壓輸送泵10以及鉆井液儲箱11。所述鉆井液輸送管線8在所述鉆井液加壓輸送泵10的作用下抽取鉆井液并加壓后輸送至所述鉆頭鉆井液輸送集箱18中，所述鉆頭鉆井液輸送集箱18的下端為環(huán)空，使所述鉆井液進(jìn)入到所述鉆頭裝置600內(nèi)部。

在具體的實(shí)施例中，鉆井液輸送管線8分別與鉆井液儲箱11、鉆井液加壓輸送泵10、鉆頭鉆井液輸送集箱18進(jìn)行焊接，鉆頭鉆井液輸送集箱18焊接于鉆頭外殼17上表面，鉆井液輸送管線8采用高強(qiáng)度耐高溫耐高壓軟管制備。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述鉆井液抽取裝置包括鉆井液回收管線7以及鉆井液抽取泵9。所述鉆頭鉆井液回收管15對所述鉆井液進(jìn)行回收至所述鉆頭鉆井液回收集箱16，所述鉆井液回收管線7在所述鉆井液抽取泵9的作用下抽取所述鉆頭鉆井液回收集箱16內(nèi)部的鉆井液并加壓后輸送至所述鉆井液儲箱11中。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，諸如圖2、圖4，鉆井液回收管線7分別與鉆井液儲箱11、鉆井液抽取泵9、鉆頭鉆井液回收集箱16進(jìn)行焊接，鉆頭鉆井液回收管15圓周方向均布多個(gè)，鉆井液回收管線7采用高強(qiáng)度耐高溫耐高壓軟管制備。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述牽引裝置300包括絞盤5以及連續(xù)油管6；

所述連續(xù)油管6通過所述絞盤5對所述鉆頭裝置600進(jìn)行牽引，所述連續(xù)油管6的下端焊接于所述鉆頭的外殼17的表面，所述鉆井液回收管線7、所述鉆井液輸送管線8、所述氫氣輸送管線12以及所述氧氣輸送管線13通過所述連續(xù)油管6與所述鉆頭裝置進(jìn)行傳輸。

在圖1所示的具體實(shí)施例中，連續(xù)油管6上端通過連續(xù)油管輸送絞盤5進(jìn)行牽引，下端焊接于鉆頭外殼17上表面上，通過連續(xù)油管6實(shí)現(xiàn)對整個(gè)鉆機(jī)的牽引，鉆井液回收管線7、鉆井液輸送管線8、氫氣輸送管線12、氧氣輸送管線13隨同連續(xù)油管6一起下入實(shí)現(xiàn)介質(zhì)傳輸。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種井下動力鉆井系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.鉆井系統(tǒng)中采用連續(xù)油管鉆井，可配合燃料電池作為供電系統(tǒng)為井下電機(jī)提供動力，直接井底供能，沿程能量損失更小，井底壓力充足，保證高效快速鉆進(jìn)，可達(dá)到更大的鉆井井深；

2.鉆井系統(tǒng)中，鉆井液加壓輸送泵通過鉆井液輸送管線將鉆井液注入到鉆鋌中的管線，并打到井下，再通過鉆井液抽取泵將井底的鉆井液通過鉆鋌中的回水管抽到地面上，在地面提供相同泵壓的情況下，井底的水力能量更高，攜巖效率更高，有效防止井底巖屑卡鉆，使鉆速增大，提高鉆井效率；

3.鉆井系統(tǒng)利用燃料電池和變壓器直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，避免了化學(xué)能到熱能，再到機(jī)械能、電能過程中的能量損失，具有高達(dá)45％～60％的能量轉(zhuǎn)化率，同時(shí)污染物的排放降低了幾個(gè)數(shù)量級，大大降低了環(huán)境污染；

4.鉆井系統(tǒng)將燃燒后的液體通過底部出口轉(zhuǎn)移到升溫裝置中，再通過連接管注入到加壓裝置中，加壓裝置通過三通閥將這種高溫高壓流體注入到井底，形成高溫高壓射流沖擊深層硬巖石；

5.由于本方案基于熱裂解，并結(jié)合高溫射流鉆井的新型鉆頭可達(dá)常規(guī)鉆井方法鉆速的五倍以上，有利于快速鉆井，滿足深層目前鉆探的需求。

6.將燃料電池應(yīng)用到鉆井行業(yè)，特別是設(shè)計(jì)井下供能供熱系統(tǒng)的鉆頭，可完美解決井下動力鉆具的供能問題，并且將燃料電池的高溫特性創(chuàng)新性地進(jìn)行高溫射流破巖，可起到變廢為寶的作用。

通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

本申請可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計(jì)算環(huán)境等等。

本申請可以在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐本申請，在這些分布式計(jì)算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)中。

雖然通過實(shí)施例描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。