[实用新型]一种微波破岩钻井装置

说明书

本实用新型提供一种微波破岩钻井装置，包括集成钻头组件、微波发生组件和射水除尘组件；所述集成钻头组件包括钻头本体、刀盘和切削齿，所述刀盘和所述切削齿设置于所述钻头本体上；所述微波发生组件包括微波发射孔，所述微波发射孔位于所述钻头本体上并与外界连通；所述射水除尘组件包括射水孔，所述射水孔位于所述钻头本体上并与外界连通。一方面，当遇到硬岩钻探时，利用微波发生组件对岩石进行微波作用，改变岩石温度场软化岩石，降低了岩石强度，减少了钻头磨损，提高了破岩效率；另一方面，通过射水清洁系统有效解决泥浆灰尘等对于微波发射孔的影响，可以起到降低钻头温度的作用，增强岩石吸波能力，增大微波作用效果，提升效率，减少损耗。

技术领域

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种钻井破岩装置，具体是一种利用微波软化岩石辅助进行破岩的钻井装置。

背景技术

钻井是指利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作过程。通常应用于勘探或开发石油、天然气等液态和气态矿产而钻凿井眼及大直径供水井等工程，在国民经济建设中的应用极为广泛。目前，常用的钻井方式分为顿钻和旋转钻。

顿钻又称冲击钻，由动力驱动装置带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用，达到破岩效果，此种方式存在钻速慢和效率低等缺点，不能适应深地钻探和复杂地层的钻探要求。旋转钻的工作原理是使钻头在一定的轴向压力(钻压)下旋转，将岩石切削或碾压成碎屑，与冲击钻井法相比可大幅度提高钻井效率及适应各种复杂的井下地层情况，已成为当前主流钻井方法，但缺点是当岩石硬度高时，破岩快慢会很大程度取决于钻头本身材质的硬度，针对高硬度岩石破岩时钻井设备因刀盘磨损而缺乏经济上的竞争力，或由于岩石硬度和维修量增加而没有发挥充分的生产能力。

业界主流的两个钻井方式都在一定程度上存在难以突破的瓶颈，进而导致钻井成本高和钻井效率低等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微波破岩钻井装置，能够同时完成搅拌和注射操作，具有操作方便和充胶效率高等优点。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种微波破岩钻井装置，包括：

集成钻头组件，所述集成钻头组件包括钻头本体、刀盘和切削齿，所述刀盘和所述切削齿设置于所述钻头本体上；

微波发生组件，所述微波发生组件包括微波发射孔，所述微波发射孔位于所述钻头本体上并与外界连通；

射水除尘组件，所述射水除尘组件包括射水孔，所述射水孔位于所述钻头本体上并与外界连通。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：一方面，当遇到硬岩钻探时，利用微波发生组件对岩石进行微波作用，改变岩石温度场软化岩石，降低了岩石强度，减少了钻头磨损，提高了破岩效率；另一方面，通过射水清洁系统有效解决泥浆灰尘等对于微波发射孔的影响，可以起到降低钻头温度的作用，同时增强岩石吸波能力，增大微波作用效果，提升效率，减少了钻具损耗。

进一步地，所述钻头本体的横截面为圆形，所述刀盘设置有若干个，若干所述刀盘沿周向等距设置于所述钻头本体上，所述切削齿设置于所述刀盘上；

所述微波发射孔设置有若干个，若干所述微波发射孔沿周向等距设置于所述钻头本体上，单个所述微波发射孔位于相邻两个所述刀盘之间；

所述射水孔设置有若干个，若干所述射水孔沿周向等距设置于所述钻头本体上，单个所述射水孔位于相邻两个所述刀盘之间。

采用上述方案的有益效果是：刀盘设置有若干个，能够提高钻井效率；微波发射孔设置有若干个，能够提高软化效率；射水孔设置有若干个，能够提高清理和降温效率。

进一步地，所述微波发射孔与所述钻头本体横截面的圆心之间的距离大于所述射水孔与所述钻头本体横截面的圆心之间的距离。