CN108086912A - 一种自进式高压水射流钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自进式高压水射流钻头，主要包括钻头本体、涡轮转子、上耐磨钢球、下耐磨钢球、挡板，其特征在于，中心设盲空心轴作为支承，盲空心轴上有环形出水孔，盲空心轴前端连接在钻头本体的前端，钻头本体上设置前向喷嘴和后向喷嘴；盲空心轴的左右两侧对称装有涡轮转子，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，上耐磨钢球放置在钻头本体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，钻头本体与其内部的挡板通过螺纹连接在一起。本发明能实现各种岩矿层的快速连续钻长孔，结构简单，工作可靠，应用前景广阔。
Description
技术领域
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
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。
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
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，特别提出一种自进式高压水射流钻头。
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：一种自进式高压水射流钻头，主要包括钻头本体、涡轮转子、上耐磨钢球、下耐磨钢球、挡板，中心设盲空心轴作为支承，盲空心轴上有环形出水孔，盲空心轴前端连接在钻头本体的前端，钻头本体上设置前向喷嘴和后向喷嘴；盲空心轴的左右两侧对称装有涡轮转子，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，上耐磨钢球放置在钻头本体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，钻头本体与其内部的挡板通过螺纹连接在一起。
进一步的，钻头本体前端有内螺纹接头，盲空心轴前端设有外螺纹接头。
进一步的，钻头本体上加工有3~6 个直径为3~7mm 的前向喷嘴和3~6 个直径为3~7mm 的后向喷嘴，其中前向喷嘴的数目少于后向喷嘴的数目，前、后喷嘴直径相同。
进一步的，涡轮转子下端沿圆周均匀加工有涡轮叶片。
进一步的，盲空心轴与钻头本体尾端配合部分开有环形沟槽，连接套上有螺纹孔，并配有用以紧固定位的锁紧螺钉。
进一步的，钻头本体顶端设有尖端。
本发明所达到的有益效果：能实现各种岩矿层的快速连续钻长孔；涡轮转子旋转的同时带动喷头及后面喷管连续跳动，有利扩大井眼直径，减小射流喷头引导喷管前进阻力；高压钻井液在涡轮叶片作用下形成涡流，使从喷嘴喷出的流体具有旋转射流的特性，可以提高破岩速度；顶尖结构可以插入地层，在喷头前进中不仅起到稳定作用，还强化了破岩效果，进一步提高破岩速度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明涡轮转子部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和2所示，本实施例提供了一种自进式高压水射流钻头，主要包括钻头本体1、涡轮转子2、上耐磨钢球3、下耐磨钢球4、挡板5，中心设盲空心轴6作为支承，盲空心轴6上有环形出水孔，盲空心轴6前端连接在钻头本体1的前端，钻头本体1上设置前向喷嘴7和后向喷嘴8；盲空心轴6的左右两侧对称装有涡轮转子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3放置在钻头本体1与涡轮转子2的球形凹槽9之间，下耐磨钢球4放置在涡轮转子1与挡板5上的球形凹槽之间，钻头本体与1其内部的挡板5通过螺纹连接在一起。
钻头本体1前端有内螺纹接头，盲空心轴6前端设有外螺纹接头。
钻头本体1上加工有3~6 个直径为3~7mm 的前向喷嘴7和3~6 个直径为3~7mm 的后向喷嘴8，其中前向喷嘴的数目少于后向喷嘴的数目，前、后喷嘴直径相同。
涡轮转子2下端沿圆周均匀加工有涡轮叶片10。
盲空心轴6与钻头本体1尾端配合部分开有环形沟槽，连接套上有螺纹孔，并配有用以紧固定位的锁紧螺钉。
钻头本体1顶端设有尖端11。
本实施例能实现各种岩矿层的快速连续钻长孔；涡轮转子旋转的同时带动喷头及后面喷管连续跳动，有利扩大井眼直径，减小射流喷头引导喷管前进阻力；高压钻井液在涡轮叶片作用下形成涡流，使从喷嘴喷出的流体具有旋转射流的特性，可以提高破岩速度；顶尖结构可以插入地层，在喷头前进中不仅起到稳定作用，还强化了破岩效果，进一步提高破岩速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种自进式高压水射流钻头，主要包括钻头本体、涡轮转子、上耐磨钢球、下耐磨钢球、挡板，其特征在于，中心设盲空心轴作为支承，盲空心轴上有环形出水孔，盲空心轴前端连接在钻头本体的前端，钻头本体上设置前向喷嘴和后向喷嘴；盲空心轴的左右两侧对称装有涡轮转子，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，上耐磨钢球放置在钻头本体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，钻头本体与其内部的挡板通过螺纹连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种自进式高压水射流钻头，其特征在于：钻头本体前端有内螺纹接头，盲空心轴前端设有外螺纹接头。
3.根据权利要求1所述的一种自进式高压水射流钻头，其特征在于：钻头本体上加工有3~6 个直径为3~7mm 的前向喷嘴和3~6 个直径为3~7mm 的后向喷嘴，其中前向喷嘴的数目少于后向喷嘴的数目，前、后喷嘴直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种自进式高压水射流钻头，其特征在于，
涡轮转子下端沿圆周均匀加工有涡轮叶片。
5.根据权利要求1所述的一种自进式高压水射流钻头，其特征在于，盲空心轴与钻头本体尾端配合部分开有环形沟槽，连接套上有螺纹孔，并配有用以紧固定位的锁紧螺钉。
6.根据权利要求1所述的一种自进式高压水射流钻头，其特征在于，钻头本体顶端设有尖端。
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|---|---|
| CN (1) | CN108086912A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110513141A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-29 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 自旋转式磁力限速水力割缝器 |
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2017
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