СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ СТРУЙНОГО БУРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТИЦ

1. Способ бурения ствола скважины, который включает в себя следующие операции:
использование магистрали высокого давления, приспособленной для протекания через нее флюида высокого давления;
использование системы инжектора импакторов, соединенной с магистралью высокого давления, для ускорения множества импакторов и введения ускоренных импакторов в магистраль высокого давления, чтобы образовать ударную суспензию увлеченных импакторов и флюида высокого давления;
транспортирование ударной суспензии через колонну труб при флюидной связи с магистралью высокого давления к гидромониторной головке, которая имеет флюидную связь с дистальным концом колонны труб;
ускорение ударной суспензии в направлении дна скважины и в тангенциальном направлении, чтобы создать завихренный поток ударной суспензии;
соударение ускоренной ударной суспензии с формацией в стволе скважины, для удаления частиц выбуренной породы с нее;
транспортирование ударной суспензии и частиц выбуренной породы формации к системе сепараторов;
использование магнитного сепаратора системы сепараторов для отделения по меньшей мере части импакторов от частиц выбуренной породы формации;
использование гидроциклонного сепаратора системы сепараторов для отделения по меньшей мере части импакторов от флюида высокого давления.
2. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:
использование множества сопел, расположенных радиально вокруг периметра гидромониторной головки и приспособленных для протекания через них по меньшей мере порции ударной суспензии, для соударения с боковой поверхностью ствола скважины.
3. Способ по п.2, который дополнительно предусматривает:
использование по меньшей мере части множества сопел для создания поворота вектора осевого давления гидромониторной головки.
4. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:
управление одним или несколькими из следующих параметров:
объем импакторов, вводимых в ударную суспензию;
изменение размера смеси импакторов, вводимых в ударную суспензию;
скорость проникновения ствола скважины в формацию;
плотность ударной суспензии;
число импакторов, возвращаемых на поверхность;
давление ударной суспензии; и
вес бурильной колонны на основании.
5. Способ по п.4, который дополнительно предусматривает:
модулирование одного или нескольких из множества режимов, для модулирования по меньшей мере диаметра ствола скважины или скорости проходки.
6. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:
использование кривого переходника для создания углового положения гидромониторной головки, чтобы осуществлять направленное бурение.
7. Способ бурения ствола скважины, который включает в себя следующие операции:
создание потока флюида высокого давления;
ускорение множества импакторов;
создание режимов течения Вентури в движущем флюиде у входного канала;
введение ускоренных импакторов в движущий флюид за счет пропускания ускоренных импакторов через область низкого давления, созданную за счет режимов течения Вентури;
захват импакторов и движущего флюида в поток флюида высокого давления, чтобы создать ударную суспензию;
транспортирование ударной суспензии через колонну труб к гидромониторной головке, соединенной с ее дистальным концом и имеющей флюидную связь с ним, причем гидромониторная головка приспособлена для протекания через нее ударной суспензии;
ускорение ударной суспензии, протекающей через гидромониторную головку, для ее соударения с поверхностью ствола скважины и удаления частиц выбуренной породы формации с нее.
8. Способ по п.7, в котором ускорение множества импакторов придает импакторам достаточную кинетическую энергию, чтобы исключить прекращение режимов потока Вентури.
9. Способ по п.7, в котором по меньшей мере только одну механическую, флюидную или электромагнитную силу используют для ускорения множества импакторов.
10. Способ по п.7, в котором режимы потока Вентури устанавливают с использованием двойного концентрического отверстия, приспособленного для создания области низкого давления у входного канала.
11. Способ по п.10, в котором концентрическое отверстие двойного концентрического отверстия приспособлено для создания завихрения движущего флюида.
12. Способ по п.7, в котором для ускорения множества импакторов используют рабочее колесо.
13. Способ бурения ствола скважины, который включает в себя следующие операции:
обеспечение подачи импакторов;
введение импакторов во флюид для образования ударной суспензии;
транспортирование ударной суспензии через колонну труб к гидромониторной головке, соединенной с ее дистальным концом и имеющей с ней флюидную связь;
пропускание ударной суспензии через корпус гидромониторной головки, причем корпус гидромониторной головки имеет статор, приспособленный для придания закрученного режима течения проходящей через него ударной суспензии;
пропускание ударной суспензии через вихревой усилитель, приспособленный для ускорения ударной суспензии как в осевом направлении, так и в тангенциальном направлении;
пропускание ударной суспензии через выходное отверстие конической формы, приспособленное для централизации и стабилизации гидромониторной головки, при сохранении скорости вытекающей из него ударной суспензии; и
соударение по меньшей мере порции ударной суспензии с поверхностью ствола скважины, для удаления частиц выбуренной породы формации с нее.
14. Способ по п.13, который дополнительно предусматривает:
модулирование ударной суспензии для изменения диаметра ствола скважины, с которым происходит соударение.
15. Способ по п.13, который дополнительно предусматривает:
формирование тороидального режима течения повторного ввода для увлечения частиц выбуренной породы формации в ударную суспензию, что позволяет производить дополнительную абразивную обработку поверхности.
16. Способ по п.13, в котором корпус гидромониторной головки имеет сужающуюся секцию конической формы на его входе, для ускорения ударной суспензии, протекающей через него.
17. Способ по п.13, в котором корпус гидромониторной головки имеет расширяющуюся секцию конической формы на его выходе, приспособленную для создания струи ударной суспензии конической формы.
18. Способ по п.13, в котором импакторы имеют диаметр 0,25 дюйма (около 0,6 см).
19. Способ по п.13, в котором импакторы соударяются со стволом скважины со скоростью по меньшей мере 1,200 футов в секунду (около 360 м/с).
20. Способ по п.13, в котором импакторы соударяются со стволом скважины со скоростью, достаточной для удаления частиц выбуренной породы формации, имеющих массу больше массы импакторов.
21. Способ по п.13, в котором импакторы соударяются со стволом скважины с использованием комбинации срезающих усилий, сжимающих усилий и абразивных/эрозионных усилий.
22. Способ по п.13, в котором статор имеет множество лопаток, идущих по оси вдоль его внешней поверхности и позволяющих сообщать тангенциально-радиальные силы протекающей вокруг них ударной суспензии.
23. Система для бурения ствола скважины, которая содержит:
магистраль высокого давления, приспособленную для протекания через нее флюида высокого давления;
систему Вентури, подключенную к магистрали высокого давления и приспособленную для создания области низкого давления движущего флюида у входного канала;
инжектор импакторов, подключенный к системе Вентури и приспособленный для непрерывного ускорения множества импакторов через область низкого давления и в движущий флюид;
усилитель, приспособленный для введения движущего флюида и импакторов в магистраль высокого давления, чтобы образовать в ней ударную суспензию;
колонну труб, имеющую флюидную связь с магистралью высокого давления и приспособленную для транспортирования ударной суспензии от магистрали высокого давления в область ствола скважины;
гидромониторную головку, имеющую флюидную связь с дистальным концом колонны труб и приспособленную для ускорения ударной суспензии в направлении дна скважины и в тангенциальном направлении, чтобы создать закрученный поток ударной суспензии, для соударения ускоренной ударной суспензии с формацией в стволе скважины, для удаления частиц выбуренной породы с нее.
24. Система по п.23, в которой инжектор импакторов представляет собой рабочее колесо.
25. Система по п.23, которая дополнительно содержит первый сепаратор, приспособленный для отделения по меньшей мере части частиц выбуренной породы формации от ударной суспензии.
26. Система по п.23, которая дополнительно содержит второй сепаратор, приспособленный для отделения по меньшей мере части импакторов от флюида высокого давления.
27. Система по п.23, в которой гидромониторная головка приспособлена для придания ударной суспензии струйного течения конической формы на ее выходе.