[发明专利]一种钻井系统及方法

权利要求书

1.一种钻井系统，其特征在于，所述钻井系统包括：

冲击波发生装置，其伸入井筒内，所述冲击波发生装置用于通过脉冲放电的方式产生冲击波；

与所述冲击波发生装置的上端相连接的连续管，所述连续管用于向所述冲击波发生装置输送钻井液，以使得所述冲击波发生装置产生的冲击波以钻井液为介质作用于岩石；

与所述冲击波发生装置的下端相连接的喷嘴，所述喷嘴用于约束所述钻井液在受到所述冲击波的作用下，形成射流；

设置在地面上的供电装置，所述供电装置通过设置在所述连续管内的电缆与所述冲击波发生装置相连接，用于给所述冲击波发生装置供电；

其中，所述冲击波发生装置中包括外壳、内壳和冲击波发生电路；所述外壳与设置在所述外壳内的内壳形成腔体，并与所述连续管相连接，以使得所述连续管向所述腔体输送钻井液；其中，所述内壳用于封装所述冲击波发生电路；所述冲击波发生电路与所述电缆相连接，所述冲击波发生电路中包括变压器、整流器、脉冲电容器组、空气开关和电极对；所述变压器的两个输出端之间包括串联的所述整流器和所述脉冲电容器组；所述脉冲电容器组的两个输出端之间包括串联的所述空气开关和所述电极对；所述电极对伸入所述腔体；其中，所述脉冲电容器组中包括至少一个脉冲电容器；所述变压器用于将所述供电装置提供的第一交流电转换为第二交流电，其中，所述第二交流电的电压高于所述第一交流电；所述整流器用于将所述第二交流电转换为直流电；所述空气开关用于在所述脉冲电容器组内存储的电压达到指定电压阈值时，击穿空气，以将所述脉冲电容器组内存储的电压施加于所述电极对上，以使得所述电极对产生冲击波。

2.根据权利要求1所述的钻井系统，其特征在于，当所述脉冲电容组中包括至少两个脉冲电容器时，所述脉冲电容器组中的各个脉冲电容器之间采用并联的方式进行连接。

3.根据权利要求1所述的钻井系统，其特征在于，所述电极对中包括第一电极和第二电极；

所述第一电极与所述空气开关的一端相连接，所述空气开关的另一端与所述脉冲电容器组相连接；

所述第二电极与所述脉冲电容器组的连接点，以及所述脉冲电容器组与所述变压器的一个输出端的连接点，与地面相连接。

4.根据权利要求1所述的钻井系统，其特征在于，所述电极对的结构包括：针-板结构、棒-棒结构和同轴结构中至少一种结构。

5.根据权利要求1所述的钻井系统，其特征在于，所述钻井系统还包括设置在地面上的钻井液输送装置；

所述钻井液输送装置用于将钻井液加压后送至所述连续管。

6.根据权利要求1所述的钻井系统，其特征在于，所述钻井系统还包括设置在地面上的钻井液回收装置；

所述钻井液回收装置与油井井口相连通以回收井下返排至地面的钻井液。

7.一种应用于权利要求1～6中任一权利要求所述的钻井系统中的钻井方法，其特征在于，所述方法包括：

通过连续管向冲击波装置中的外壳与设置在所述外壳内的内壳形成的腔体内输送钻井液，以使得伸入所述腔体内的所述冲击发生装置中的冲击波发生电路中的电极对浸泡在所述钻井液中；

通过设置在所述连续管内的电缆，向所述冲击波发生电路中的变压器提供第一交流电，并通过所述变压器所述第一交流电转换为第二交流电，其中，所述第二交流电的电压高于所述第一交流电；并通过所述冲击波发生电路中的整流器将所述第二交流电转换为直流电，通过所述冲击波发生电路中的脉冲电容器组存储所述直流电的电压；

在所述脉冲电容器组内存储的电压达到指定电压阈值时，通过所述冲击波发生电路中的空气开关击穿空气，以将所述脉冲电容器组内存储的电压施加于所述电极对上，产生冲击波，以使得所述冲击波以所述钻井液为介质作用于岩石。

8.根据权利要求7所述的钻井方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过与油井井口相连通的钻井液回收装置，回收井下返排至地面的钻井液，以使得岩石受到所述冲击波作用后产生的岩屑从井下排出。