[發明專利]一種超短半徑水平井軌跡自動修正射流鉆頭

在審

• 申請號: 202010044026.1
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111140179A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 韋明輝;鄧霜;劉忠祥;蔡衛;許明澤
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B10/61
• 分類號: E21B10/61;E21B7/04;E21B7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種超短半徑水平井軌跡自動修正射流鉆頭，屬于射流鉆頭領域。包括：鉆頭體，射流軟管，滑板條，耐磨擋板條，周向噴嘴，空腔；所述射流軟管內有滑軌；所述滑板條在滑軌上移動；所述滑板條的一端與射流管相連；所述滑條板另一端與耐磨擋板條相連，擋板條的另一端為空腔，擋板條可在其中滑動；所述鉆頭體周向有四個垂直于鉆頭軸線的射流孔。通過在周向增設四個射流噴嘴，當射流鉆頭發生偏移時，其上下兩側軸向長度分別產生一個位移差，該位移差將帶動滑板條在滑道上移動從而使偏移方向的射流孔打開，以此調節射流鉆頭的前進方向，提高鉆進效率。本發明可極大地降低數據處理的難度，提高清管器定位精度，經濟效益顯著。

技術領域

本發明涉及射流鉆頭領域，特別涉及一種超短半徑水平井軌跡自動修正射流鉆頭。

背景技術

由于鉆井作業的高成本在一定程度上限制了非常規油氣、深層油氣等的經濟高效開發，為了提高機械鉆速、增加采油率，通常采用高壓水射流徑相鉆井技術來提升油氣開發效益。高壓水射流徑相鉆井技術利用高能流體進行破巖，在管內實現垂直鉆孔到水平鉆孔的轉換，通常可鉆出直徑為30-50mm，深度為50-100m的徑相側邊，克服了以往徑向鉆井技術中存在的徑向深度較短的缺點，解決了傳統鉆井作業中建井周期長、施工費用高的難題，且利用清潔材料作為工作流體代替鉆井泥漿，減輕了對地層和環境的破壞。

自動軌跡修正水射流鉆頭：其基本原理是當射流管發生偏移時，其上下兩側軸向長度會產生一個位移差，該位移差將帶動擋板條在滑道上移動從而使偏移方向的射流孔打開，并借助于偏移方向水射流的反沖力實現偏移射流鉆頭軌跡的自動修正。

在實現本發明過程中，發明人發現現有的鉆頭至少存在以下問題：

1.噴射鉆頭前進軌跡控制難

2.噴射鉆頭前進阻力上升快、徑向孔徑小、有效噴射距離短

3.噴射鉆頭易受水射流的影響，磨損大、壽命短、更換頻率高

因此有必要對現有射流鉆頭加以改進。

發明內容

本發明克服了現有技術存在的不足，提供了一種自動軌跡修正射流鉆頭，當射流管進行徑向噴射并與軸向產生向下的偏移時，射流管上下兩側由于產生微小變形而致使管道上側產生拉伸變形，下側則產生壓縮變形，形成的位移差將帶動擋板條移動，使得上側的擋板條隨之拉伸而繼續擋住射流孔；下側的擋板條隨之壓縮并打開射流孔。此時，水射流將沿著下側的射流孔噴射而出，由此產生了與偏移方向相反的一個反沖擊力致使射流管向上側偏移，以此來修正前進的方向，實現了井下設備的控制，提高了鉆采效率。所述技術方案如下：

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種自動軌跡修正射流鉆頭，至少包括：噴射鉆頭體、射流軟管、滑板條、耐磨擋板條、周向噴嘴、空腔；所述噴射鉆頭體右端設置有前向噴嘴，鉆頭體從左至右順次設置有滑板條、耐磨擋板條、周向噴嘴、空腔，且其內部包括射流軟管；所述滑板條的左端與噴射鉆頭體連接；所述耐磨擋板條的左端與滑板條的右端連接。

所述噴射鉆頭體沿四個周向均勻設置有滑板槽，所述噴射鉆頭體在與滑板槽正對的四個方向開有四個周向噴嘴，所述射流軟管的外壁設置有內螺紋，通過內螺紋與噴射鉆頭體的內壁連接。

所述噴射鉆頭體的外徑為18～20mm；所述噴射軟管的外徑為10～12mm，所述周向噴嘴呈圓柱形，其內徑為1～2mm，長度為4～5mm，孔眼擴散角為90°。

所述滑板條與耐磨擋板條完全地嵌入滑板槽內，所述滑板槽的右端留有空腔。

所述滑板槽截面呈T字形，長度為20～22mm，高度為3～4mm；所述滑板條長度為12～14mm；所述耐磨擋板條為高密度抗沖擊材質，長度為3～4mm。

所述的噴射鉆頭體右端開有前向噴嘴，與內部射流軟管連接。