CN110656905A - 磨料射流开窗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种磨料射流开窗装置及方法，磨料射流由钻井液和磨料颗粒混合而成，该装置包括：筒体，筒体具有上下两端和侧壁；用于传输钻井液的管体；用于喷射钻井液的喷射头，喷射头连接于管体的下端；至少部分设于筒体内的转向器，转向器内设有用于容纳管体的轨道，轨道的出口朝向筒体的侧壁；转向器外壁、筒体内壁和筒体两端形成用于容纳磨料颗粒的第一容纳腔；轨道的出口通入第一容纳腔；第一容纳腔允许钻井液从第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许磨料颗粒从第一容纳腔的上下两端向外流出。本申请所提供的磨料射流开窗装置及方法，结构简单，成本低，工作效率高，能将磨料颗粒设置在管体外，有利于增加管体和喷射头的工作寿命。

Description

磨料射流开窗装置及方法

技术领域

本申请涉及磨料射流技术领域，尤其涉及一种磨料射流开窗装置及方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

钻取径向井是指在已有井眼中钻出一个或多个径向分支井眼的过程。钻取径向井常应用于老井改造，是油田提高采收率的有效手段。

钻取径向井时，需要在连续油管柱下方连接径向井开窗及钻进工具，通过钻头钻铣或者高压水射流切割等方式对井壁套管开窗，以沟通地层，并继续钻进形成径向的分支井眼。其中，“开窗”是指对原有套管切割出孔眼，使内部工具沟通地层的过程，是钻取径向井的重要环节。

磨料射流切割技术是指通过在高压水射流内部添加固体颗粒，在管道内加速并通过喷嘴喷出，最终冲击到套管上，实现对套管的切削。由于磨料射流切割效率远高于钻头钻铣，开窗时优选磨料射流切割技术。然而现有技术中利用磨料射流切割技术开窗时还存在一些问题：

1、作业时利用地面设备通过高压软管向井下注入磨料砂浆，而高压软管的直径通常不超过1寸，磨料砂浆会对高压软管造成严重磨损，同时高压软管会产生较大的摩阻；

2、喷射头水眼的直径约为1mm，容易被磨料堵塞，且喷射头磨损较快；

3、现有磨料射流开窗装置的工作稳定性差，地面配套设备成本高，这些问题也导致其无法实现大规模工业化应用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请的目的是提供一种磨料射流开窗装置及方法，以能够至少解决以上问题之一。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种磨料射流开窗装置，该装置用于利用磨料射流在油井套管上开窗，所述磨料射流由钻井液和磨料颗粒混合而成，所述磨料射流开窗装置包括：

筒体，所述筒体具有上下两端和侧壁；

用于传输所述钻井液的管体；

用于喷射所述钻井液的喷射头，所述喷射头连接于所述管体的下端；

至少部分设于所述筒体内的转向器，所述转向器内设有用于容纳所述管体的轨道，所述轨道的出口朝向所述筒体的侧壁；

所述转向器外壁、所述筒体内壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第一容纳腔；所述轨道的出口通入所述第一容纳腔；所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第一容纳腔的上下两端向外流出。

作为一种优选的实施方式，所述油井套管内壁、所述筒体外壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第二容纳腔；所述第二容纳腔允许所述钻井液从所述第二容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第二容纳腔的上下两端向外流出。

作为一种优选的实施方式，所述磨料射流开窗装置还包括设置于所述筒体两端的滤网，所述筒体的直径小于所述油井套管的内径，所述滤网的直径在所述油井套管的内径以上，所述滤网形成所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的上下两端。

作为一种优选的实施方式，所述喷射头设有第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴，所述第一喷嘴设于所述喷射头的顶部，所述第二喷嘴和第三喷嘴设于所述喷射头的侧壁，所述第二喷嘴喷射的液流和所述第一喷嘴喷射的液流呈锐角，所述第三喷嘴喷射的液流和所述第一喷嘴喷射的液流呈钝角。

作为一种优选的实施方式，所述筒体和所述滤网由可溶解材料制成；所述筒体的直径比所述油井套管的内径小2厘米，所述滤网的直径比所述油井套管的内径大0.5厘米，所述滤网具有弹性。

作为一种优选的实施方式，所述转向器能够围绕平行于所述筒体长度方向的轴线转动，以改变所述喷射头在所述油井套管径向的朝向；

所述转向器为长方体；所述转向器在所述筒体中偏心设置，所述轨道的出口到所述筒体侧壁的距离大于所述转向器上与所述轨道的出口相对称的点到所述筒体侧壁的距离。

作为一种优选的实施方式，所述磨料射流开窗装置还包括：

连续油管，所述连续油管的入口连接用于泵送高压钻井液的高压泵，所述连续油管的出口连接所述转向器或所述管体；

与所述转向器远离所述连续油管的一端相连的油管锚，所述油管锚用于限定所述转向器沿所述筒体延伸方向的位置。

一种基于上述磨料射流开窗装置的磨料射流开窗方法，包括：

将所述转向器安装于所述筒体内，向所述转向器和所述筒体形成的第一容纳腔中添加所述磨料颗粒；

将所述筒体和所述转向器下入所述油井套管中的预定位置，使所述转向器轨道的出口朝向需要开窗的部位；

将所述管体和所述喷射头下入所述油井套管中，使所述喷射头和所述管体进入所述轨道，使所述喷射头到达所述轨道的出口处；

使所述钻井液通过所述管体，从所述喷射头喷出，破碎所述轨道出口处朝向的所述筒体的筒壁；

使所述喷射头穿过破碎的筒壁向靠近所述油井套管的方向推进，所述钻井液和所述磨料颗粒混合形成所述磨料射流，所述磨料射流冲击到所述油井套管上，实现磨料射流开窗。

作为一种优选的实施方式，下入所述筒体、所述转向器、所述管体、所述喷射头的步骤包括：

将连续油管和所述转向器相连，利用所述连续油管将所述筒体和所述转向器下入所述油井套管中的预定位置，并用油管锚锚定；

再将所述连续油管和所述转向器脱开，起出所述连续油管，使所述连续油管和所述管体相连，利用所述连续油管将所述管体和所述喷射头下入所述油井套管中。

作为一种优选的实施方式，在完成一处开窗作业后，转动所述转向器，在所述油井套管上的另一处进行同一层位开窗作业；

当该层位完成开窗作业后，沿所述筒体的轴向移动所述磨料射流开窗装置至另一层位，进行开窗作业。

有益效果：

本申请实施方式所提供的磨料射流开窗装置及方法，通过在转向器外增设所述筒体，以形成用于容纳磨料颗粒的第一容纳腔，从而实现将磨料颗粒设置在管体外，钻井液经过管体从喷射头射出后才与磨料颗粒混合，管体和喷射头内均无磨料颗粒通过，从而能够减轻管体和喷射头的磨损，避免阻塞喷射头，同时减小摩阻，有利于增加管体和喷射头的工作寿命、提高工作效率。

另外，磨料颗粒在井下实现混合，因此对地面设备和连续油管等工具无任何磨损，降低了对高压泵等地面配套设施的要求，降低了作业成本。

还有，所述筒体和所述滤网由可溶解材料制成，可降解，能实现开窗钻进一体化作业，有利于简化工艺流程，节省非生产时间。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式中所提供的一种磨料射流开窗装置的结构示意图；

图2为图1无滤网、无连续油管时的俯视图；

图3为图1有滤网、无连续油管时的俯视图；

图4为本申请实施方式中所提供的一种喷射头的结构示意图；

图5为本申请实施方式中所提供的一种磨料射流开窗方法的步骤流程图。

附图标记说明：

1、筒体；2、转向器；3、磨料颗粒；4、轨道；5、喷射头；6、油管锚；7、管体；8、滤网；9、连续油管；10、第一喷嘴；11、第二喷嘴；12、第三喷嘴。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了便于说明，将图1中竖直向上的方向定义为“上”，将图1中竖直向下的方向定义为“下”。在某些特殊的实施例中，例如将图1所述装置运用于水平井中，此时将靠近地面井口的方向定义为“上”，将远离地面井口的方向定义为“下”。

请参阅图1至图4。本申请实施方式中提供一种磨料射流开窗装置，该装置用于利用磨料射流在油井套管上开窗，所述磨料射流由钻井液和磨料颗粒3混合而成。本申请实施方式对钻井液的种类不做限制，为液体即可。该装置包括：筒体1、管体7、喷射头5和转向器2。

其中，所述筒体1具有上下两端和侧壁。所述转向器2至少部分设于所述筒体1内。所述转向器2外壁、所述筒体1内壁和所述筒体1两端形成用于容纳所述磨料颗粒3的第一容纳腔。所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒3从所述第一容纳腔的上下两端向外流出。优选的，所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的上端向外流出。所述转向器2内设有用于容纳所述管体7的轨道4，所述轨道4的出口朝向所述筒体1的侧壁，所述轨道4的出口通入所述第一容纳腔。所述管体7用于传输所述钻井液，所述喷射头5用于喷射所述钻井液。所述喷射头5连接于所述管体7的下端。本申请实施方式对于管体7的材质不做限制，能传输高压液体即可，一般采用高压软管。

本申请实施方式所提供的磨料射流开窗装置，通过在转向器2外增设所述筒体1，以形成用于容纳磨料颗粒3的第一容纳腔，从而实现将磨料颗粒3设置在管体7外，钻井液经过管体7从喷射头5射出后才与磨料颗粒3混合，管体7和喷射头5内均无磨料颗粒3通过，从而能够减轻管体7和喷射头5的磨损，避免阻塞喷射头5，同时减小摩阻，有利于增加管体7和喷射头5的工作寿命、提高工作效率。

另外，磨料颗粒3在井下实现混合，因此对地面设备和连续油管9等工具无任何磨损，降低了对高压泵等地面配套设施的要求，降低了作业成本。

在本申请实施方式中，所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒3从所述第一容纳腔的上下两端向外流出。这是为了保证磨料颗粒3限制在开窗作业井段。本申请实施方式对筒体两端的封闭方式不做限制，可以一端设置过流件、一端设置封堵板，或者两端均设置过流件。

在一个优选的实施方式中，所述转向器2和所述筒体1的长度相等且上下对齐设置，如此形成的第一容纳腔更有利于后期形成浓度合适的磨料射流。其中，磨料颗粒3可以占所述第一容纳腔总体积的1/4，如此形成的磨料射流浓度较为合适。

更优的，轨道4的出口到转向器底部的距离不超过转向器顶部到底部距离的1/4。磨料颗粒3置于第一容纳腔后，由于重力沉积在第一容纳腔的底部，轨道4的出口能够使喷射头5接触到此时的磨料颗粒3，可以使喷射头5在工作初始就能将高压钻井液射流与磨料颗粒3混合形成磨料射流，有利于提高工作效率。

在一个优选的实施方式中，所述筒体1两端设有滤网8。滤网8可以为圆片状，也可以设置为环形，内部中空以供转向器2或其他部件穿过。滤网8为圆片状时，所述滤网8的直径在所述油井套管的内径以上，从而形成第一容纳腔的两端。滤网8的直径比套管的内径略大，可以密封由上下滤网8、套管内壁、转向器2外壁形成的环形空间，避免射流过程中磨料颗粒3沿着滤网8和套管内壁的缝隙逃出该环形空间，能使磨料颗粒3限制在井筒两端之间，不至于沉降到井底或被上返钻井液携带出井口。否则第一容纳腔内的磨料颗粒3将越来越少，将无法形成有效的磨料射流。由于滤网8具有较好的弹性，所以即便直径略大于油井套管内径，但仍可以顺利下入井底。滤网8为环形时，所述滤网8的内径小于所述筒体的直径，所述滤网8的外径在所述油井套管的内径以上，从而形成第一容纳腔的两端。

为了确保该装置能顺利下井，所述筒体1的直径小于所述油井套管的内径。优选的，所述筒体1的直径比所述油井套管的内径小2厘米。如此设置，所述油井套管内壁、所述筒体外壁和所述筒体两端能够形成用于容纳所述磨料颗粒3的第二容纳腔。所述第二容纳腔允许所述钻井液从所述第二容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒3从所述第二容纳腔的上下两端向外流出。如后文所述，所述磨料颗粒3可以从所述第一容纳腔进入所述第二容纳腔内。

为了更好地限制磨料颗粒3的活动空间，确保磨料颗粒3在平行于筒体1轴向的方向上位于筒体1两端之间，与钻井液混合成磨料射流，所述滤网8的直径在所述油井套管的内径以上。优选的，所述滤网8的直径比所述油井套管的内径大0.5厘米。由于所述滤网8质地柔软、可变形，因此不会影响装置整体顺利下井。如此，所述滤网8形成所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的上下两端，磨料颗粒3被限制在由筒体1两端(滤网8)、转向器2外壁、油井套管内壁组成的空间内(即第一容纳腔和第二容纳腔内)，开窗过程中磨料颗粒3总量基本不变，不需要额外添加。

在本申请实施方式中，所述筒体1和所述滤网8由可溶解材料制成。具体的，筒体1和滤网8初期具有一定强度与韧性，在井下工作一定时间后溶解，可以根据需要选择筒体1和滤网8的材料。所述筒体1和所述滤网8可降解，则在开窗作业完毕后，等待筒体1和滤网8完全溶解，即可开始进行径向井钻进作业，能实现开窗钻进一体化作业，有利于简化工艺流程，节省非生产时间。

在本申请实施方式中，所述转向器2能够围绕平行于所述筒体1长度方向的轴线转动，以改变所述喷射头5在所述油井套管径向的朝向。方便对油井套管中处于同一径向平面内的不同点进行开窗作业。本申请实施方式对所述转向器2的形状不做限定，例如可以是圆柱形、长方体或其他形状。优选的，所述转向器2为长方体。从图2和图3可以看出，相比圆柱体状的转向器2，长方体状的转向器2可以提供更多添加磨料颗粒3的空间。本申请实施方式对转向器2内轨道4的形状不做限制，为了更好地供用于传输高压钻井液的管体7穿过，所述轨道4为过渡圆滑的弧形。轨道4的出口朝向所述筒体1的筒壁，以便喷射头5从轨道4出口喷出高压射流破坏筒壁，从而进一步伸出筒壁破坏油井套筒。

如图2和图3所示，在本申请实施方式中，所述转向器2与所述筒体1偏心设置，使得所述轨道4的出口到所述筒体1侧壁的距离大于所述转向器2上与所述轨道4的出口相对称的点到所述筒体1侧壁的距离。喷射头5连接管体7进入轨道4，当喷射头5位于轨道4出口时，由于轨道4的出口到所述筒体1侧壁的距离大于所述转向器2上与所述轨道4的出口相对称的点到所述筒体1侧壁的距离，为喷射头5喷射留出空间，使得喷射头5喷出的射流(钻井液)有足够空间能够与磨料颗粒3混合。

在一个优选的实施方式中，所述轨道4出口到筒体1侧壁的距离为2厘米～3厘米。如此设置，可以使喷射头5在工作初始就能将高压钻井液射流与磨料颗粒3混合形成磨料射流，射穿筒体1外壁，继而作用在油井套管上，提高工作效率。

如图4所示，在本申请实施方式中，所述喷射头5设有第一喷嘴10、第二喷嘴11和第三喷嘴12。所述第一喷嘴10设于所述喷射头5的顶部，所述第二喷嘴11和第三喷嘴12设于所述喷射头5的侧壁。所述第一喷嘴10喷射的液流沿着喷射头5轴线方向射出。所述第二喷嘴11喷射的液流和所述第一喷嘴10喷射的液流呈锐角，即第二喷嘴11喷射的液流沿喷射头5前进方向的侧方射出。所述第三喷嘴12喷射的液流和所述第一喷嘴10喷射的液流呈钝角，即第三喷嘴12喷射的液流沿喷射头5前进方向的后侧方射出。

工作过程中，第一喷嘴10形成的高速射流混合磨料颗粒3高速冲击到油井套管上，进行套管开窗，第二喷嘴11和第三喷嘴12主要用于磨料颗粒3的混合，使磨料颗粒3在筒体1两端之间不断运动，与钻井液充分混合形成磨料砂浆，便于第一喷嘴10能够混合足够量的磨料颗粒3形成磨料射流。其中，筒体1被射穿后，喷射头5向前推进，整个喷射头5穿过筒体1外壁后，进入第二容纳腔，第三喷嘴12射流冲击到筒体1外壁，将其一侧破坏，连通第一容纳腔和第二容纳腔，使磨料颗粒3完全暴露在流体之中，便于形成磨料射流。

在本申请实施方式中，所述磨料射流开窗装置还包括连续油管9和油管锚6。

其中，所述连续油管9具有入口和出口。所述连续油管9的入口可以连接用于泵送高压钻井液的高压泵，所述连续油管9的出口可以连接所述转向器2或所述管体7。在需要下入转向器2和筒体1时，可以将转向器2和连续油管9的出口相连，利用连续油管9将转向器2和筒体1下入井中。下入完成后，将转向器2和连续油管9的出口脱开，起出连续油管9，再将管体7和连续油管9的出口相连，利用连续油管9将转管体7和喷射头5下入井中。

所述油管锚6与所述转向器2远离所述连续油管9的一端(即转向器2的下端)相连。所述油管锚6用于限定所述转向器2沿所述筒体1延伸方向的位置。本申请实施方式对油管锚6与转向器2的连接方式不做限定，油管锚6不会限制转向器2的转动。具体的，油管锚6可以和转向器2铰接。

请参照图5，本申请实施方式中，基于上述磨料射流开窗装置，还提供一种相应的方法。具体的，该磨料射流开窗方法可以包括如下步骤：

步骤S10：将所述转向器安装于所述筒体内，向所述转向器和所述筒体形成的第一容纳腔中添加所述磨料颗粒；

步骤S20：将所述筒体和所述转向器下入所述油井套管中的预定位置，使所述转向器轨道的出口朝向需要开窗的部位；

步骤S30：将所述管体和所述喷射头下入所述油井套管中，使所述喷射头和所述管体进入所述轨道，使所述喷射头到达所述轨道的出口处；

步骤S40：使所述钻井液通过所述管体，从所述喷射头喷出，破碎所述轨道出口处朝向的所述筒体的筒壁；

步骤S50：使所述喷射头穿过破碎的筒壁向靠近所述油井套管的方向推进，所述钻井液和所述磨料颗粒混合形成所述磨料射流，所述磨料射流冲击到所述油井套管上，实现磨料射流开窗。

在步骤S10中，添加的磨料颗粒3可以占所述第一容纳腔总体积的1/4，如此形成的磨料射流浓度较为合适。由于筒体1两端对钻井液和磨料颗粒的不同限制，例如设置滤网8，磨料颗粒3被限制在由筒体1两端(即滤网8)、转向器2外壁、油井套管内壁组成的空间内(即第一容纳腔和第二容纳腔内)，开窗过程中磨料颗粒3总量基本不变，不需要额外添加。

另外，下入所述筒体1、所述转向器2、所述管体7、所述喷射头5(步骤S20、S30)具体包括如下步骤：

步骤S21：将连续油管和所述转向器相连，利用所述连续油管将所述筒体和所述转向器下入所述油井套管中的预定位置，并用油管锚锚定；

步骤S31：再将所述连续油管和所述转向器脱开，起出所述连续油管，使所述连续油管和所述管体相连，利用所述连续油管将所述管体和所述喷射头下入所述油井套管中。

此时，管体7一端连接连续油管9，另一端连接喷射头5。

在步骤S40中，连续油管远离管体7的一端(即位于地面的一端)连接用于泵送高压钻井液的高压泵，将高压钻井液通过连续油管9输送到管体7，再由喷射头5喷出。

通常2000m井深进行开窗作业时，地面泵压35MPa，连续工作10分钟便可射穿油井套管。即一般油井套管开窗作业(步骤S50)10分钟便可完成。在完成一处开窗作业(步骤S50)后，可以旋转所述转向器2，在所述油井套管上的另一处进行同一层位开窗作业。当该层位完成开窗作业后，可以沿所述筒体1的轴向移动所述磨料射流开窗装置至另一层位，进行另一井段开窗作业。

所有作业完成后，可溶解材料制成的筒体1和滤网8会自动溶解在井下流体中，磨料颗粒3随钻井液上返到井口，或者直接落入井底口袋中。此时可进行后续径向井钻进作业。

在本实施方式中，该方法实施方式与装置实施方式相对应，其能够实现装置实施方式所解决的技术问题，相应的达到装置实施方式的技术效果，具体的本申请在此不再赘述。

需要说明的是，该磨料射流开窗方法可以采用但不限于上述任一实施方式或实施例中的磨料射流开窗装置进行实施，应当理解的是，在不脱离该磨料射流开窗方法所提供的精髓的情况下所作的任何改变均覆盖在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (6)

1.一种磨料射流开窗装置，该装置用于利用磨料射流在油井套管上开窗，所述磨料射流包括相混合的钻井液、磨料颗粒，其特征在于，所述磨料射流开窗装置包括：

筒体，所述筒体具有上下两端和侧壁；

用于传输所述钻井液的管体；

用于喷射所述钻井液的喷射头，所述喷射头连接于所述管体的下端；

至少部分设于所述筒体内的转向器，所述转向器内设有用于容纳所述管体的轨道，所述轨道的出口朝向所述筒体的侧壁；

所述转向器外壁、所述筒体内壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第一容纳腔；所述轨道的出口通入所述第一容纳腔；所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第一容纳腔的上下两端向外流出。

2.根据权利要求1所述的磨料射流开窗装置，其特征在于，所述油井套管内壁、所述筒体外壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第二容纳腔；所述第二容纳腔允许所述钻井液从所述第二容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第二容纳腔的上下两端向外流出。

3.根据权利要求2所述的磨料射流开窗装置，其特征在于，所述磨料射流开窗装置还包括设置于所述筒体两端的滤网，所述筒体的直径小于所述油井套管的内径，所述滤网的直径在所述油井套管的内径以上，所述滤网形成所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的上下两端。

4.根据权利要求1所述的磨料射流开窗装置，其特征在于，所述喷射头设有第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴，所述第一喷嘴设于所述喷射头的顶部，所述第二喷嘴和第三喷嘴设于所述喷射头的侧壁，所述第二喷嘴喷射的液流和所述第一喷嘴喷射的液流呈锐角，所述第三喷嘴喷射的液流和所述第一喷嘴喷射的液流呈钝角。

5.根据权利要求3所述的磨料射流开窗装置，其特征在于，所述筒体和所述滤网由可溶解材料制成；所述筒体的直径比所述油井套管的内径小2厘米，所述滤网的直径比所述油井套管的内径大0.5厘米，所述滤网具有弹性。

6.一种基于权利要求1至5任一所述的磨料射流开窗装置的磨料射流开窗方法，其特征在于，包括：

将所述转向器安装于所述筒体内，向所述转向器和所述筒体形成的第一容纳腔中添加所述磨料颗粒；

将所述筒体和所述转向器下入所述油井套管中的预定位置，使所述转向器轨道的出口朝向需要开窗的部位；

将所述管体和所述喷射头下入所述油井套管中，使所述喷射头和所述管体进入所述轨道，使所述喷射头到达所述轨道的出口处；

使所述钻井液通过所述管体，从所述喷射头喷出，破碎所述轨道出口处朝向的所述筒体的筒壁；

使所述喷射头穿过破碎的筒壁向靠近所述油井套管的方向推进，所述钻井液和所述磨料颗粒混合形成所述磨料射流，所述磨料射流冲击到所述油井套管上，实现磨料射流开窗。

Images