[发明专利]用于钻探和取样的方法和装置

权利要求书

1、一种改进的钻井方法，其特征在于，用设置在穿过井孔的钻管端部上的钻头在地下岩层中钻井，以确定第一环状缝隙，它包括用于将钻探流体循环入所述第一环状缝隙的装置，改进的步骤包括：

提供具有设置在较大直径的管内且适于限定第二高压环流区域的中心流体道管的双同轴钻管；

提供所述钻头与所述第二高压环流区域相通地连接，且有适于产生用于切割井孔的高速喷流的结构形式；

提供用于转动靠近所述岩层的所述钻头以产生切屑的装置；

循环所述第二高压环状缝隙内的高压钻探流体，以便所述液体射流从所述钻头排出；

使所述高压钻探流体通过所述中心管道回流；和

提供钻探流体进入所述钻管外面的所述第一环状缝隙，且向下流动所述流体并使所述高压钻探流体通过所述中心管道回流。

2、如权利要求1所述的方法，它包括在钻探操作时使钻探流体绕所述钻头流动，且沿所述中心管道向上流动，和流动当所述液体流过所述回流中心管道时排放的大量高压液体的步骤。

3、如权利要求1所述的方法，它包括通过双同心联轴器连接所述双同心管的步骤，以使高压钻探流体通过所述第二环状缝隙向下流动，且使高压钻探流体和切屑通过中心流管向上流动。

4、如权利要求3所述的方法，它包括把所述中心流管设置在相对于所述外钻管的独立轴线上，和允许相对轴线在其间移动的步骤。

5、如权利要求1所述的方法，它还包括提供用于所述高压流体和所述钻探流体的过滤系统的步骤，和过滤用于井内重新循环的所述流体的步骤。

6、如权利要求1所述的方法，它还包括以中心流管相对于所述较大直径的钻管的壁厚比例为1∶1.25的结构形式提供所述双同心钻管的步骤。

7、如权利要求6所述的方法，它还包括提供壁厚至少为0.3英寸的所述中心流管的步骤。

8、如权利要求1所述的方法，它还包括在所述钻头表面上提供多个流体喷孔，当转动所述钻头和增加井孔深度时所述高压流体从所述喷孔中排出的步骤。

9、如权利要求1所述的方法，它还包括在所述钻头上侧向设置多个流体喷孔、当转动钻头和增大井孔尺寸时所述高压流体从所述喷孔中排出的步骤。

10、用具有中心导管且设置在井孔中的双同轴钻杆柱钻井的一种改进的方法，其特征在于，高压净化流体在钻杆柱内泵送通过适于在井内高速喷射切割的井下工具，改进的步骤包括：

在所述双同轴钻杆柱内形成一个高压流体环状缝隙;

将所述井下工具固定到所述钻杆柱的端部，且与所述高压流体环状缝隙相通地连接;

将高压净化流体泵入井孔且通过所述钻杆柱的所述高压环状缝隙泵送通过所述井下工具;

通过逆向循环将所述钻探泥浆泵入井孔，且通过围绕所述钻杆柱的所述井孔状缝隙向下到达井下工具;和

使钻探泥浆，高压净化流体和切屑通过钻杆柱的中心导管回流。

11、如权利要求10所述的方法，它还包括以具有设置在限定所述钻具环状缝隙的较大直径的钻管内的中心流管的结构形式提供所述双同轴钻杆柱的步骤。

12、如权利要求11所述的方法，它还包括把所述中心流管设置在相对于所述钻管的独立轴线上，和允许相对轴线在其间移动的步骤。

13、如权利要求10所述的方法，其特征在于，将井下工具固定到钻杆柱上的所述步骤包括提供在其上设置有多个流体喷孔的钻头，将所述钻头与所述钻杆柱环状缝隙固定成流体相通的状态，和使高压净化流体从所述流体喷孔排出的步骤。

14、如权利要求13所述的方法，它还包括提供当所述高压净化流体从所述流体喷孔中排出时，用于转动所述钻头的装置的步骤。

15、如权利要求14所述的方法，它还包括在所述钻头表面上提供多个流体喷孔、当转动所述钻头将所述高压流体从所述表面上的所述孔中排出，和通过所述流体喷孔和所述转动的切割作用增加井孔深度的步骤。