[實用新型]側鉆井高壓水射流鉆塞鉆頭

有效

• 申請號: 201220715751.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN203022637U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 石超;楊來武;信維剛;徐依吉;楊洋洋;郭文卿;吳琪;朱小寶;萬夫磊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B10/61
• 分類號: E21B10/61;E21B10/43
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本實用新型為側鉆井高壓水射流鉆塞鉆頭，適用于老井開窗側鉆對老區進行挖潛。?

背景技術

大部分老油田已進入高含水開發后期，因此，利用老井開窗側鉆技術對老區進行挖潛，以便重新鉆遇油藏構造高部位或井間滯留剩余油富集區，在開發多年的老井網及井區內獲得“新”的油氣流，該技術與打調整井、更新井相比，不僅可節約操作成本，而且可提高區塊的最終采收率。但是鉆塞工藝卻成為了側鉆井實施常規措施的技術瓶頸，嚴重影響了油井各種工藝技術正常實施。?

目前，鉆水泥塞通常有以下方法：?

（1）旋轉鉆進：采用旋轉鉆進且吃入量較大的特殊鉆具完成的，需施加和控制鉆壓，存在作業成本高、易卡阻、套管和鉆具易損壞等問題，有時還因鉆具部件或碎片落井等而被迫進行打撈作業，在小尺寸井眼中，這些問題更為突出，不適用于側鉆井作業；?

（2）螺桿鉆具：作業現場鉆塞主要以螺桿鉆具為主，但是機械鉆速低一直是困擾作業鉆塞施工的一大難題，隨著開發時間的延長，受井況不斷惡化、檢測手段落后等因素影響，嚴重影響了施工效率。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種用于解決側鉆井技術中機械鉆速慢、破巖效率低、鉆井成本高等問題的側鉆井高壓水射流鉆塞鉆頭。?

實現上述目的的技術方案是：一種側鉆井高壓水射流鉆塞鉆頭，包括相互連接的鉆頭基體和鉆頭中心體，其特征在于：鉆頭中心體的周圍均勻設置若干鉆頭側翼，相鄰兩個鉆頭側翼之間設置排屑槽，鉆頭側翼的外側表面設置保徑齒，鉆頭側翼的底面設置切削齒，鉆頭側翼的底面還設置噴嘴連通鉆頭基體內部空腔，空腔內設置內螺紋。?

使用時，鉆頭基體的內螺紋與鉆柱相配合，高壓水從噴嘴噴出壓降能夠達到20MPa，流體流速為216.56m/s，在此條件下，足以在水泥塞表面產生裂紋降低抗壓強度，隨后鉆頭吃入抗壓強度降低、表面產生裂紋的地層中，并在鉆頭扭矩的作用下使巖石內部發生破碎，脫離巖石基體，形成巖屑，從而達到快速破巖、提高鉆速的目的。鉆頭側翼可以根據需要設置2-8個。?

其中優選方案是：?

所述的鉆頭中心體均勻設置4個鉆頭側翼，每個鉆頭側翼設置噴嘴。4個鉆頭的分布力矩?最合理。?

所述的噴嘴為直筒型結構，噴嘴長度與噴嘴內徑之比為5，噴嘴內徑為4-6mm。?

所述的噴嘴與鉆頭中心線呈4°-7°。?

所述的保徑齒布置在鉆頭側翼的外側，在鉆頭側翼的下部均勻布置3個保徑齒，所述的保徑齒和切削齒為硬質合金球形齒。保證鉆孔的直徑和磨削效果。?

本實用新型的有益效果是：經過整體優化設計，在鉆頭上布置了四個高壓噴嘴，射流在切割巖石時，為刀具在巖石上切出自由面；射流進入刀具在巖石上開出的裂紋，并沿巖石的晶界面穿透，幫助擴展裂隙直至成碎塊；鉆頭側翼上的硬質合金球形齒呈錐形布置，在低壓和低扭矩的作用下以擠壓的方式破碎井底形成巖石環脊。巖石環脊釋放了原有的應力，使得沿切削作用方向的“壓持效應”消失，巖石的強度降低，進而可以產生巖石體積破碎。本實用新型結構簡單，破巖效率高，工作壽命長，可以完全匹配到側鉆井鉆塞鉆井技術中，該鉆頭可以大幅度提高了能量的利用率，其鉆井速度是常規鉆井的1.5-2倍。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；?

圖2為側鉆井高壓水射流鉆塞鉆頭俯視圖；?

其中：1、鉆頭基體????2、鉆頭中心體????3、鉆頭側翼????4、保徑齒????5、切削齒????6、噴嘴????7、內螺紋????8、排屑槽。?

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。?

實施例1：?

如圖1、圖2所示，側鉆井高研水射流鉆塞鉆頭，包括鉆頭基體1，鉆頭中心體2、鉆頭側翼3、保徑齒4、切削齒5、噴嘴6、內螺紋7和排屑槽8。上部為鉆頭基體1，下部接鉆頭中心體2，在鉆頭中心體2的四周分別設置2-8個鉆頭側翼3。各個鉆頭側翼3之間設置排屑槽8，保徑齒4分布在鉆頭側翼3的外側表面，切削齒5分布在鉆頭側翼3底面上。鉆頭側翼3的底面還設置噴嘴6連通鉆頭基體1內部空腔，空腔內設置內螺紋7。?

噴嘴6為直筒型結構，噴嘴6長度與噴嘴6內徑之比為5，噴嘴6內徑為4-6mm。?

噴嘴6與鉆頭中心線呈4°-7°。?

實施例2：?