[發(fā)明專利]鉆進(jìn)角度可調(diào)的自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110011654.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112412338A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖宋強(qiáng);任青陽;柯善劍;盧義玉;鄭化越;葛兆龍;王海洋;陳斌;彭子健;謝文豪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/18;E21B47/00;E21B45/00
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務(wù)所 50235
• 代理人: 侯春樂

本發(fā)明提出了一種鉆進(jìn)角度可調(diào)的自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置，所述自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置由兩個升降機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)板、連接座、試樣安裝架、導(dǎo)向管和轉(zhuǎn)向器連接架組成；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種鉆進(jìn)角度可調(diào)的自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置，該方案可以對射流鉆頭的鉆進(jìn)角度和射流鉆頭與轉(zhuǎn)向器的相對位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而模擬出射流鉆頭和轉(zhuǎn)向器在多種條件下的工作效果，為實際工程提供參考依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆進(jìn)試驗裝置，尤其涉及一種鉆進(jìn)角度可調(diào)的自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置。

背景技術(shù)

基于自進(jìn)式水射流破巖鉆進(jìn)技術(shù)的射流鉆頭，能利用高壓水作為自進(jìn)推力前進(jìn)，前進(jìn)過程中，射流鉆頭的前向射流能破碎巖石形成鉆孔，目前，已在石油、天然氣、煤層氣等油氣資源增產(chǎn)開采領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用（如徑向鉆井技術(shù)等）。

由于自進(jìn)式水射流破巖鉆進(jìn)技術(shù)既能利用高壓水射流破碎巖石形成鉆孔，又能通過水射流反沖力提供推力自由前進(jìn)，因此該技術(shù)已逐漸應(yīng)用于地下工程（如煤炭開采、隧道開挖）領(lǐng)域的地層鉆孔、堵塞鉆孔解堵等方面，甚至有學(xué)者提出利用自進(jìn)式水射流破巖鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦井下煤層中向上拐彎鉆孔，在煤層中不同層位構(gòu)造多分支鉆孔，從而大范圍均衡增加煤層透氣性，如煤層樹狀鉆孔增透技術(shù)。

與傳統(tǒng)地面油氣開采中水射流在水平方向破巖鉆進(jìn)不同，地下工程中水射流破巖鉆孔需要根據(jù)地層傾角確定鉆進(jìn)角度，甚至需要自進(jìn)式水射流鉆頭向上爬升后通過轉(zhuǎn)向器拐彎至一定角度后沿巖層進(jìn)行鉆進(jìn)。一方面，由于在不同傾斜角度的自進(jìn)式水射流破巖鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)角度將影響鉆孔的排渣能力和射流鉆頭鉆進(jìn)阻力，從而影響射流鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)深度和成孔直徑等鉆進(jìn)效果。另一方面，在自進(jìn)式水射流鉆頭向上爬升拐彎鉆進(jìn)過程中，轉(zhuǎn)向器及鉆桿的結(jié)構(gòu)、爬升高度和角度等對射流鉆頭和高壓軟管的摩擦阻力等影響很大，從而影響射流鉆頭對轉(zhuǎn)向器的通過能力，改變射流鉆頭在通過轉(zhuǎn)向器之后對巖層的拐彎鉆進(jìn)效果。因此，需要研制一種能夠模擬不同鉆進(jìn)角度下進(jìn)行自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)的試驗測試裝置，針對工程實際巖層傾斜角度，模擬測試不同水力化參數(shù)、不同爬升高度、不同鉆進(jìn)角度等工況下不同結(jié)構(gòu)自進(jìn)式水射流鉆頭通過不同結(jié)構(gòu)鉆桿及轉(zhuǎn)向器后對不同強(qiáng)度巖體的鉆進(jìn)效果，從而獲得射流壓力及流量、鉆進(jìn)角度、巖體強(qiáng)度等參數(shù)對射流鉆頭鉆進(jìn)效率的影響規(guī)律，為現(xiàn)場試驗優(yōu)選鉆頭結(jié)構(gòu)、水力化參數(shù)等提供研究基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種鉆進(jìn)角度可調(diào)的自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置，其創(chuàng)新在于：所述自進(jìn)式水射流拐彎鉆進(jìn)試驗裝置由兩個升降機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)板、連接座、試樣安裝架、導(dǎo)向管和轉(zhuǎn)向器連接架組成；

所述升降機(jī)構(gòu)的下端固定在地面上，兩個升降機(jī)構(gòu)之間間隔一定距離；兩個升降機(jī)構(gòu)分別記為左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)；所述升降機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向架和剪刀型升降機(jī)組成；導(dǎo)向架為U形結(jié)構(gòu)，剪刀型升降機(jī)設(shè)置在導(dǎo)向架的內(nèi)腔中，剪刀型升降機(jī)的側(cè)壁與導(dǎo)向架的內(nèi)壁滑動連接；

所述調(diào)節(jié)板的左端與左升降機(jī)構(gòu)上的剪刀型升降機(jī)的上端轉(zhuǎn)動連接，調(diào)節(jié)板的右端與連接座滑動連接，連接座的下端與右升降機(jī)構(gòu)上的剪刀型升降機(jī)的上端連接；

所述試樣安裝架設(shè)置在調(diào)節(jié)板的上側(cè)面上，試樣安裝架的軸向與調(diào)節(jié)板的軸向平行，試樣安裝架用于夾持試塊；試樣安裝架左端的端面上設(shè)置有安裝孔，安裝孔與試塊的端面連通；所述導(dǎo)向管的內(nèi)端與安裝孔固定連接，導(dǎo)向管的軸向與調(diào)節(jié)板的軸向平行；導(dǎo)向管的外端封閉，導(dǎo)向管外端面的中部設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔內(nèi)設(shè)置有測量管，測量管為剛性結(jié)構(gòu)體，測量管能與軸向通孔相對滑動；導(dǎo)向管的外端面上設(shè)置有位移傳感器，位移傳感器能對測量管的位移量進(jìn)行檢測；