[發明專利]油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置及其應用

有效

• 申請號: 200910072032.1
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101886520A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 龔智勇
• 申請（專利權）人: 龔智勇
• 主分類號: E21B7/12
• 分類號: E21B7/12;E21B41/04
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

一、技術領域：

本發明涉及的是油田井下打井鉆孔裝置，具體涉及的是油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置及其應用。

二、背景技術：

在石油勘探開發中，目前隨著石油的不斷開采，地下油層的壓力不斷減小，為了提高采油效率，需要在原有油井的基礎上，在原井筒的水平方向上再打出水平井孔，以擴大滲油面積。現有打水平孔的裝置主要包括地面高壓水系統、高壓膠管、高壓射流自旋噴頭、液壓馬達、鉆頭，其中液壓馬達連接鉆頭構成套管鉆孔機構，高壓射流自旋噴頭用于在巖層上鉆出水平井孔。這套裝置打水平井孔時需要二步，第一步，在準備打水平井孔的位置將井下套管鉆出孔，該過程將高壓膠管與液壓馬達及鉆頭連接在一起，由液壓馬達驅動鉆頭鉆孔，鉆孔后，將液壓馬達及鉆頭從井下提至地面，把它們拆卸下來，再將高壓膠管與高壓射流自旋噴頭連接起來；然后進行第二步打水平井孔，高壓膠管在井下彎曲至水平方向后，利用高壓射流自旋噴頭對巖石進行打孔，此過程中高壓膠管一方面為高壓水提供輸送通道，另一方面還起到把高壓射流自旋噴頭向前推進的作用。由此看出，現有打水平孔的裝置工作起來非常麻煩，費時費力，另外，由于高壓膠管軟，導致打出的井孔不完全是直的水平孔，在垂直方向上產生傾斜，同時，高壓膠管的推動力有限，使打出的水平井孔距離較短。

三、發明內容：

本發明的一個目的是提供一種油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置，本發明的另一個目的是提供這種油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置的應用，這種油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置，用于解決傳統打井鉆孔裝置打出的井孔不是直的水平孔的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置包括地面高壓流體系統、鉆采打孔機構，鉆采打孔機構安裝在井內的高壓腔內，地面高壓流體系統與高壓腔相通；鉆采打孔機構由推動給進機構與高壓射流自旋噴頭構成，高壓射流自旋噴頭安裝在導向裝置的水平導孔內，推動給進機構的驅動導向塊并排放置在導向裝置的垂直導向槽中，驅動導向塊中間帶有水平的通孔，當驅動導向塊下沉到水平導孔時，與高壓射流自旋噴頭連接，推動高壓射流自旋噴頭沿水平導孔前進。

上述方案中的油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置還包括磨料添加裝置，磨料添加裝置與高壓腔連通。

上述方案中的油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置還包括套管打孔機構，套管打孔機構被安裝在高壓腔內，套管打孔機構的液壓馬達與開孔鉆頭相連接，液壓馬達與壓力進給管線連通，液壓馬達固定在可來回移動的液壓缸架上。

上述方案中驅動導向塊的后端有燕尾槽，前端有燕尾臺；驅動導向塊的通孔內壁有環形凸臺，凸臺將通孔分隔為前后兩部分，前端的孔內安裝有彈簧，彈簧連接導管，導管可被彈簧推出通孔。

上述方案中導向裝置由“L”型板、水平推板及高壓腔壁構成，“L”型板的垂直部位與高壓腔壁構成垂直的導向槽，“L”型板的水平部位與安裝在其下方的水平推板構成水平的導孔，導向裝置用于安裝及定位輸送驅動導向塊，使驅動導向塊先后按垂直和水平方向運動。

上述方案中推動給進機構還包括給進彈簧組與彈簧組固定座，給進彈簧組通過連桿與水平導孔內的驅動導向塊連接，該驅動導向塊嵌入高壓射流自旋噴頭的底座中，鍥形的導向塊固定在高壓腔壁上，驅動導向塊剛好能夠通過導向塊的底端，最上面的驅動導向塊上安裝配重滑塊，配重滑塊的長度大于驅動導向塊的長度，小于驅動導向塊的長度與導向塊底截面長度之和。

上述方案中推動給進機構還包括雙作用液壓缸與自動換向閥，雙作用液壓缸的液壓桿與水平導孔內的驅動導向塊連接，該驅動導向塊嵌入高壓射流自旋噴頭的底座中，鍥形的導向塊固定在高壓腔壁上，驅動導向塊剛好能夠通過導向塊的底端，最上面的驅動導向塊上安裝配重滑塊，配重滑塊的長度大于驅動導向塊的長度，小于驅動導向塊的長度與導向塊底截面長度之和。

上述方案中套管打孔機構的液壓缸架為一托板，托板內有滑槽，托板向下延伸再水平彎曲后成為一個液壓缸的液壓桿，該液壓缸與壓力進給管線連通，這樣當液壓桿來回運動時，可帶動托板上的液壓缸前進或后退。

上述油田井下高壓流體驅動的自旋水平打孔裝置用于打水平井、分支水平井。

有益效果：