一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102518398A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102518398A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110407086.6(22)申请日2011.12.09(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大都8号(72)发明人祝效华赫连长林李佳南(51)Int.Cl.E21B7/18(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图22页(54)发明名称一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头(57)摘要本发明涉及一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头，主要包括壳体、涡轮转子、耐磨钢球、挡板等。其技术特征是：壳体上加工有顶尖、前向喷嘴和后向喷嘴，并在壳体外表面敷焊硬质合金；壳体内部装有涡轮转子，涡轮转子上、下两端均加工有球形凹槽，通过上、下两个耐磨钢球定位；上耐磨钢球放置在壳体内部与涡轮转子的球形凹槽之间，下耐磨钢球放置在涡轮转子与挡板上的球形凹槽之间；壳体与挡板通过螺纹连接在一起，挡板上均匀分布4~6个注水孔。本发明结构简单，工作可靠，可广泛应用于径向水平井钻井作业中。CN1025839ACN102518398A权利要求书1/1页1.一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头，主要包括壳体（1）、涡轮转子（2）、上耐磨钢球（13）、下耐磨钢球（3）、挡板（4）；其技术特征是：壳体（1）上加工有顶尖（8）、前向喷嘴（6）和后向喷嘴（7），并在壳体（1）外表面敷焊硬质合金；壳体（1）内部装有涡轮转子（2），涡轮转子（2）上、下两端均加工有球形凹槽，通过上、下两个耐磨钢球定位；上耐磨钢球（13）放置在壳体内部与涡轮转子的球形凹槽之间，下耐磨钢球（3）放置在涡轮转子与挡板上的球形凹槽之间；壳体（1）与挡板（4）通过螺纹连接在一起，挡板（4）上均匀分布4~6个注水孔（5）。2.根据权利要求1所述的一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头，其特征在于：壳体（1）上加工有3~6个直径为3~7mm的前向喷嘴（6）和3~6个直径为3~7mm的后向喷嘴（7），其中前向喷嘴（6）的数目少于后向喷嘴（7）的数目，前、后喷嘴直径相同。3.根据权利要求1所述的一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头，其特征在于：涡轮转子（2）下端沿圆周均匀加工有涡轮叶片（9），其本体为半圆柱结构。2CN102518398A说明书1/2页一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头技术领域[0001]本发明涉及一种利用高压射流高效快速破碎岩石的钻井工具，特别是一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头。背景技术[0002]随着石油勘探开发的不断深入，国内大部分油田已进入生产中后期，油井产能下降，开采难度大，采收率低，开发成本高。目前开发老油田采用常规侧钻水平井技术：先通过斜向器引导开窗工具如铣锥等对套管侧面开窗，后用侧钻钻具如单牙轮钻头或PDC钻头等通过所开窗口进行机械钻进水平井来恢复老井产能。但由于采用该技术所需钻机等地面设备多，钻井周期长，设备费用高等缺点，使老油田开发综合经济效益受到严重影响，急待用一种更加高效经济的技术手段来解决这些问题。[0003]针对采用现有侧钻方式进行老井开窗侧钻水平井费用高，经济性差的问题，提出一种采用高压水力射流为破岩主要动力的径向水平井技术：在一口垂直套管井中，用径向开孔工具在所需套管位置钻出所需尺寸引导孔，然后将高压水力喷射径向钻井系统专用工具下入套管井眼和所开引导孔中，地面高压泵车向工作管柱中注入高压钻井液，并从喷头射出而破碎地层岩石，实现高压水力喷射径向水平钻井，达到增大油层裸露面积的目的，采用该方式可以大大减少所需地面设备和井下钻具，从而可高效经济开采地下油气资源。其关键技术之一是采用一种高压射流喷头，在高压射流喷射作用下破岩钻进径向水平井。发明内容[0004]本发明的目的是：为了解决现有侧钻水平井技术成本高，经济性差等问题，提出一种采用高压水力射流为破岩主要动力的径向水平井技术，特别提出一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头。[0005]为了达到上述目的，本发明解决此技术问题采用的技术方案是：一种径向水平井钻井用自进式高压射流喷头，主要包括壳体1、涡轮转子2、上耐磨钢球13、下耐磨钢球3、挡板4等。其技术特征是：壳体1上加工有顶尖8，3~6个直径为3~7mm的前向喷嘴6和3~6个直径为3~7mm的后向喷嘴7，其中前向喷嘴6的数目少于后向喷嘴7的数目，前、后喷嘴直径相同，并在壳体1外表面敷焊硬质合金；壳体1内部装有涡轮转子2，涡轮转子2上端加工有球形凹槽14，下端沿圆周均匀加工有涡轮叶片9和一球形凹槽10，其本体为半圆柱结构，通过上、下两个耐磨钢球定位；上耐磨钢球13放置在壳体内部球形凹槽12与涡轮转子上端面球形凹槽14之间