[實用新型]井下增壓器用超高壓鉆頭系統

有效

• 申請號: 201120353036.X
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN202249789U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 管志川;劉永旺;張洪寧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/18;E21B10/46
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 劉巖

技術領域：

本實用新型涉及一種石油與天然氣鉆井工程領域，特別涉及一種井下增壓器用超高壓鉆頭系統。

背景技術：

????國內外鉆井工程實踐表明，利用井下增壓裝置提高部分鉆井液噴射壓力來輔助破巖可大幅度提高深部地層的鉆井速度。但能否將井下增壓裝置輸出的超高壓鉆井液和常壓鉆井液分別傳輸到井底并使其各自噴射是該技術實現的關鍵問題之一。

現有技術中將井下增壓裝置輸出的超高壓鉆井液和常壓鉆井液分別傳輸到井底并使其噴射的工具已有以下專利文獻予以批露。

中國專利說明書?CN2584797（2003年11月05日公開）提供了一種帶有扶正器的超高壓鉆頭，它是在井下增壓泵出口與鉆頭噴嘴間連接一根超高壓管，超高壓管上裝有上下兩個扶正器，兩個扶正器之間裝有彈簧。扶正器由卡簧座、卡簧、墊片上下安裝構成，卡簧是缺口式環形彈簧，卡簧的上半部分為圓臺狀、下半部分為圓柱體，中間是通孔，在圓臺體和圓柱體的上部開有三條徑向縫，在兩條縫之間的壁厚上開軸向流道；卡簧座呈圓柱狀，其中間為大口向下的內圓錐形，用絲扣連接在殼體內壁。在高壓管外露段和噴嘴外面加有一個保護套，保護套焊接在鉆頭體上。

中國專利說明書?CN2665342（2004年12月22日公開）描述了一種與井下自動增壓裝置配合使用的鉆頭--雙流道鉆頭。由鉆頭體、噴嘴、超高壓噴嘴、超高壓連通管、泥漿流道，以及破碎巖石的牙輪或復合片等組成。其特征在于：在泥漿流道內有超高壓連通管，超高壓連通管下端有定位套。定位套固定在鉆頭體上，定位套將超高壓連通管固定在泥漿流道內。超高壓連通管連接超高壓噴嘴。效果是由于在鉆頭的泥漿流道內設有超高壓連通管，井下自動增壓裝置產生的超高泥漿可以通過超高壓連通管到達超高壓噴嘴并噴出，形成超高壓噴射流破碎井底巖石。在超高壓連通管外部為泥漿流道，泥漿泵提供的泥漿通過泥漿流道和噴嘴完成井底凈化和攜巖上返。

中國專利說明書??CN2683822（2005年03月09日公開）提供了一種超高壓雙流道PDC鉆頭，這是以普通鋼體PDC鉆頭為基礎，在已有普通流道和普通噴嘴的情況下，在鉆頭體內部設置一根超高壓管，超高壓管的上端連接井下增壓泵的出口端，下端通過在鉆頭體內加工的超高壓流道與超高壓鉆頭噴嘴相連接，超高壓鉆頭安裝在鉆頭的刀翼上PDC切削齒的后面，進行超高壓射流切割巖石，輔助切削齒破巖。鉆頭體上部有扶正裝置將超高壓管固定在鉆頭腔內。扶正裝置除了可以扶正超高壓管外，還開有軸向流道。普通噴嘴可換，超高壓噴嘴裝在外套里面，也可更換。

中國專利說明書??CN2931757（2007年08月08日公開）描述了一種鉆探石油的雙流道鉆頭，涉及鉆探石油的鉆頭。其目的是為水力破巖專用鉆具提供配套使用的鉆頭而公開一種雙流道鉆頭，該方案的主要特征是泥漿管道內還設有第二泥漿管，第二泥漿管的底端接置于泥漿管道的底部，第二泥漿管的頂端與泥漿管道管壁之間設有支撐；泥漿管道底部中心設有沉孔，第二泥漿管底端壓配于沉孔內，沉孔的底部制有噴嘴；支撐沿泥漿管道的徑向間隔均勻設置。按本方案實施的雙流道鉆頭，具有結構合理、簡潔、連接可靠和加工方便、成本低廉的特點，不僅為開發應用水力破巖技術提供了有益的技術支持，而且將本方案成功的應用于PDC胎體鉆頭，為石油鉆探生產提供了一種合理而有效的新型鉆頭。

從原理上講，這些鉆頭可實現將井下增壓裝置輸出的超高壓鉆井液和常壓鉆井液分別傳輸到井底并使其噴射的目的，但設計中卻并未考慮以下問題：（1）需要生產專用鉆頭，專用鉆頭需要在鉆頭胎體內埋入超高壓鉆井液專用流道，這無疑增加了鉆井作業的成本，影響了井下增壓裝置在不同地區、不同地層的推廣應用；（2）安裝過程中存在兩個流道不能夠同時連接的可能，由于超高壓流體過流管道無承壓及承拉裝置，在和井下增壓裝置裝卸過程中，會產生因軸向受力過大或軸線不對中引起的超高壓流道連通失敗情況；（3）連接過程可能會對超高壓流道與鉆頭體的連接造成破壞，與井下增壓裝置上扣連接過程中，上述幾種鉆頭超高壓流道沒有防止旋轉機構，超高壓流道上的扭矩作用于與鉆頭體的連接部位，極易引起該部位的損壞。

因此，亟需一種井下增壓器用超高壓鉆頭系統，以滿足利用井下增壓裝置提高深部地層鉆進速度這項技術推廣應用的要求。

發明內容：

本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種井下增壓器用超高壓鉆頭系統。