一种磨料水射流切割喷头及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110026912A(43)申请公布日2019.07.19(21)申请号201910463436.7(22)申请日2019.05.30(71)申请人重庆大学地址400030重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人汤积仁卢义玉夏彬伟李国葛兆龙汪壘刘辉张洋凯(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕(51)Int.Cl.B24C5/04(2006.01)B24C7/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种磨料水射流切割喷头及其应用(57)摘要本发明的公开了一种磨料水射流切割喷头及其应用，包括喷头本体，所述喷头本体设有轴向盲孔，在喷头本体的多个径向平面上，径向均布设有多个与轴向盲孔连通的喷嘴孔，相邻径向面上的喷嘴孔错落布置，每个喷嘴孔内设有喷嘴；所述喷嘴包括同轴设置的基座、外喷嘴和内喷嘴，基座设有轴向通孔，一端与喷嘴孔连接，另一端连接外喷嘴和内喷嘴，所述外喷嘴的入口端与基座端面外缘连接，与基座合围形成混合腔室，外喷嘴侧壁径向设有多个与混合腔室连通的吸入口，所述内喷嘴设于混合腔室内且入口端与基座端面中心连接，出口端与混合腔室连通。其能够实现磨料的循环利用，降低成本，适用于交通不便的偏远山区，实用性强。CN110026912ACN110026912A权利要求书1/1页1.一种磨料水射流切割喷头，包括喷头本体(1)，其特征在于：所述喷头本体(1)设有轴向盲孔(11)，在喷头本体(1)的多个径向平面上，径向均布设有多个与轴向盲孔(11)连通的喷嘴孔(12)，相邻径向面上的喷嘴孔(12)错落布置，每个喷嘴孔(12)内设有喷嘴(2)；所述喷嘴(2)包括同轴设置的基座(21)、外喷嘴(22)和内喷嘴(23)，基座(21)设有轴向通孔，一端与喷嘴孔(12)连接，另一端连接外喷嘴(22)和内喷嘴(23)，所述外喷嘴(22)的入口端与基座(21)端面外缘连接，与基座(21)合围形成混合腔室(25)，外喷嘴(22)侧壁径向设有多个与混合腔室(25)连通的吸入口(24)，所述内喷嘴(23)设于混合腔室(25)内且入口端与基座(21)端面中心连接，出口端与混合腔室(25)连通。2.根据权利要求1所述的磨料水射流切割喷头，其特征在于：单个径向平面上喷嘴孔的数量为式中，n为喷嘴孔数量，D0为喷头本体的外直径，l1为喷嘴在喷头本体上外露的长度，l2为外喷嘴出口端至工作面的靶距，θ为外喷嘴出口射流扩散角。3.根据权利要求2所述的磨料水射流切割喷头，其特征在于：单个径向平面上相邻喷嘴孔的间距为式中，D0为喷头本体的外直径，n为单个径向平面上喷嘴孔的数量；相邻径向平面的间距为式中，l2为外喷嘴出口端至工作面的靶距，θ为外喷嘴出口射流扩散角，d1为外喷嘴出口端内径。4.根据权利要求1或2所述的磨料水射流切割喷头，其特征在于：所述内喷嘴(23)和外喷嘴(22)均呈圆筒状，所述基座(21)端面中心设有容纳内喷嘴(23)的空腔，基座(21)端面边缘设有与外喷嘴(22)连接的外螺纹。5.根据权利要求1～4任一项所述的磨料水射流切割喷头在切割井下套管中的应用。2CN110026912A说明书1/4页一种磨料水射流切割喷头及其应用技术领域[0001]本发明涉及磨料水射流技术，具体涉及一种磨料水射流切割喷头及其应用。背景技术[0002]近年来，随着我国社会的快速发展，对石油天然气资源需求愈来愈大，开采力度也随之加大，随着石油天然气开采时间的增长，以及当地油气资源的枯竭，越来越多的油气井接近使用年限，失去了继续使用的价值，石气井也就完成了它们的使命。为防止油气污染，对于达到作业年限的油气井口，按照国家规定需要对其进行弃井作业，封堵油气井，然而封堵井口并不能达到理想的效果，需要在距离井口以下钻铣一个空间，用混泥土等材料形成一个堵塞垫，这样效果更佳。目前用于油井封堵成段钻铣堵塞空间的技术以及装置还没有。[0003]考虑到机械装置的缺点，有学者运用磨料射流进行切割。陈建兵等进行了磨料射流切割套管技术研究，并运用在海上弃井中；王瑞和等采用磨料射流进行了旋转切割套管试验；周卫东等也对前混式磨料水射流切割套管进行了研究；国外的一些公司如澳大利亚的WellOps公司、英国的Circle、Proserv公司以及美国的Wachs公司在此研究领域掌握了成熟的技术，拥有完善的设备。但他们这些研究以及设备主要运用于海上油井套管切割，只能将油管割断，而不能成段的铣切；采用前混式磨料水射流加入磨料必须泄压，作业时不能保证连续工作；磨料、水消耗大，不适合偏远或缺水的陆路地区。并且为了保证切割段的有效覆盖，现有的喷头需要旋转工作，进而需要另外设置驱动喷头旋转的装置，增加了使用成本。发明内容