专利名称：水力机械式造洞穴工具的制作方法
技术领域：
水力机械式造洞穴工具技术领域[0001]本实用新型涉及煤气开采技术领域，特别涉及煤层气完井施工中所用的一种井 下专用工具，是一种水力机械式造洞穴工具。
背景技术：
[0002]煤层气裸眼洞穴完井是开发煤层气的先进技术之一。煤层气裸眼洞穴完井通过 使煤坍塌进井眼，以增大井下洞穴，并且增大了井眼周围储层的渗透率，从而达到增加 产能的目的。据国外文献报道看，裸眼洞穴完成井的煤层气产量是射孔完井后水力压裂 的3 20倍，且成本低于大型水力压裂。我国进行的裸眼洞穴完井数量有限。“八五” 期间煤炭系统采用简单的侧向喷嘴直接水力冲刺进行了几口煤层气井的裸眼洞穴完井试 验，造穴初期增产2倍以上，最终效果都不理想。然而，这三口井的造穴工艺与美国的 裸眼洞穴完井工艺完全不同，因此并不是真正意义上的洞穴完井。洞穴完井主要的工具 就是要对储层井眼进行扩眼，然后再结合注排工艺完成整个洞穴完井过程。目前，国内 一些研究机构和厂家经过科技攻关也研制出一些造洞穴的工具，基本原理都是靠活塞杆 或机械联动装置将下部钻头侧倾，旋转管柱造穴，其造洞穴的范围非常有限。实用新型内容[0003]本实用新型的目的是提供一种水力机械式造洞穴工具，用于煤层气洞穴完井 施工，利用造洞穴工具将储层井眼扩大，进一步实施动态洞穴完井，提高煤层气单井产量。[0004]本实用新型采用的技术方案是水力机械式造洞穴工具，主要由上接头、螺 钉、固定板和扩眼钻头组成，其特征在于上接头的下端有垂直上接头中心线的连接 轴，上接头的下端铰链连接扩眼钻头的上端，固定板通过螺钉固定在上接头侧壁上，固 定板将扩眼钻头固定在上接头的连接轴上；铰链连接处的连接轴有中心孔，连接轴的中 心孔与上接头的液体流道联通，并且连接轴的侧壁上有与中心孔连通的孔，连接轴的中 心孔通过连接轴侧壁上的孔联通扩眼钻头中心孔。为扩眼钻头提供扩孔液。在扩眼钻头 下部一侧有喷嘴的安装孔，安装孔内固定有喷嘴。扩眼钻头在反射流的作用下侧倾，在 钻柱的旋转下完成扩眼过程。[0005]所述的连接轴与上接头为一体，连接轴在上接头侧壁的凹面上，在连接轴的端 部有环形凹槽。[0006]所述的扩眼钻头的上端有连接孔，连接孔的直径与连接轴的直径相同，在连接 孔内有环形凹槽，环形凹槽与连接轴的孔相对。当扩眼钻头在连接轴上旋转后，液体能 通过扩眼钻头环形凹槽流入扩眼钻头的中心孔。[0007]所述的固定板为长方形平板，在固定板的上端有固定孔，螺钉穿过固定孔能固 定在上接头的螺钉孔内。在固定板有一个圆孔，连接轴的端部能穿过圆孔，在圆孔的下 部有圆弧凹槽，圆弧凹槽的直径与连接轴的端部环形凹槽直径相同。当固定板套在连接轴上，并对准连接轴端部的环形凹槽后上提固定板，固定板的圆弧凹槽的边沿进入连接 轴的端部环形凹槽内，将扩眼钻头固定在上接头的连接轴上。[0008]在扩眼钻头连接孔的环形凹槽两侧分别有O型密封圈。[0009]本实用新型的有益效果本实用新型水力机械式造洞穴工具，连接在钻柱的下 部，用于煤层气井的造洞穴。能将储层井眼扩大，进一步实施动态洞穴完井，提高煤层 气单井产量。该工具结构简单、操作方便。
[0010]图1是本实用新型水力机械式造洞穴工具结构剖面示意图。[0011]图中，1.上接头，2.螺钉，3.固定板，4.0型密封圈，5.扩眼钻头。
具体实施方式
[0012]实施例1:以一个水力机械式造洞穴工具为例，对本实用新型作进一步详细说 明。[0013]参阅图1。本实用新型水力机械式造洞穴工具，主要由上接头1、螺钉2、固定 板3和扩眼钻头5组成。上接头1的下端有一个垂直上接头1中心线的连接轴，连接轴 的直径为55mm。连接轴与上接头1为一体，连接轴在上接头1侧壁的凹面上，在连接 轴的端部有环形凹槽。环形凹槽的直径为48mm。扩眼钻头5的上端有一个连接孔，连 接孔的直径为^mm。在连接孔内有一个宽度为15mm的环形凹槽，环形凹槽与连接轴 的孔相对。在扩眼钻头5连接孔的环形凹槽两侧分别有一个O型密封圈4。上接头1的 下端铰链连接扩眼钻头5的上端。上接头1的下端为圆弧形。固定板3为长方形平板， 在固定板3的上端有两个固定孔，螺钉2穿过固定孔固定在上接头1的螺钉孔内。在固 定板3有一个直径为55mm的圆孔，连接轴的端部能穿过圆孔，在圆孔的下部有一个圆弧 凹槽，圆弧凹槽的直径为48mm。固定板3通过螺钉2固定在上接头1侧壁上，固定板3 将扩眼钻头5固定在上接头1的连接轴上；铰链连接处的连接轴有中心孔，连接轴的中心 孔与上接头1的液体流道联通，并且连接轴的侧壁上有与中心孔连通的孔，连接轴的中 心孔通过连接轴侧壁上的孔联通扩眼钻头5中心孔。在扩眼钻头5下部一侧有喷嘴的安 装孔，安装孔内固定有喷嘴。[0014]实际使用时，扩眼钻头5通过上接头1下部的铰链连接，钻井液通过连接轴中心 孔和扩眼钻头5环形凹槽流入扩眼钻头5的中心孔，在从扩眼钻头下部一侧喷嘴喷出，扩 眼钻头5在反射流的作用下侧倾，在钻柱的旋转下完成扩眼过程。
权利要求1.一种水力机械式造洞穴工具，主要由上接头(1)、螺钉O)、固定板(3)和扩眼钻 头(5)组成，其特征在于上接头(1)的下端有垂直上接头(1)中心线的连接轴，上接头 (1)的下端铰链连接扩眼钻头(5)的上端，固定板C3)通过螺钉O)固定在上接头(1)侧 壁上，固定板( 将扩眼钻头( 固定在上接头(1)的连接轴上；铰链连接处的连接轴有 中心孔，连接轴的中心孔与上接头(1)的液体流道联通，并且连接轴的侧壁上有与中心 孔连通的孔，连接轴的中心孔通过连接轴侧壁上的孔联通扩眼钻头(5)中心孔；在扩眼 钻头(5)下部一侧有喷嘴的安装孔，安装孔内固定有喷嘴。
2.根据权利要求1所述的水力机械式造洞穴工具，其特征是所述的连接轴与上接 头(1)为一体，连接轴在上接头(1)侧壁的凹面上，在连接轴的端部有环形凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的水力机械式造洞穴工具，其特征是所述的扩眼钻头 (5)的上端有连接孔，连接孔的直径与连接轴的直径相同，在连接孔内有环形凹槽，环形 凹槽与连接轴的孔相对。
4.根据权利要求1或2所述的水力机械式造洞穴工具，其特征是所述的固定板(3) 为长方形平板，在固定板(3)的上端有固定孔，螺钉O)穿过固定孔能固定在上接头(1) 的螺钉孔内，在固定板C3)有一个圆孔，连接轴的端部穿过圆孔，在圆孔的下部有圆弧 凹槽，圆弧凹槽的直径与连接轴的端部环形凹槽直径相同。
5.根据权利要求1或2所述的水力机械式造洞穴工具，其特征是在扩眼钻头(5)连 接孔的环形凹槽两侧分别有O型密封圈(4)。
专利摘要水力机械式造洞穴工具，应用于煤层气完井施工洞穴。上接头的下端有垂直上接头中心线的连接轴，上接头的下端铰链连接扩眼钻头的上端，固定板通过螺钉固定在上接头侧壁上，固定板将扩眼钻头固定在上接头的连接轴上；铰链连接处的连接轴有中心孔，连接轴的中心孔与上接头的液体流道联通，并且连接轴的侧壁上有与中心孔连通的孔，连接轴的中心孔通过连接轴侧壁上的孔联通扩眼钻头中心孔；在扩眼钻头下部一侧有喷嘴的安装孔，安装孔内固定有喷嘴。效果是用于煤层气井的造洞穴。能将储层井眼扩大，进一步实施动态洞穴完井，提高煤层气单井产量。该工具结构简单、操作方便。
文档编号E21B10/60GK201810213SQ201020580069
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者刘硕琼, 曲从锋, 王兆会, 袁进平, 韩琴 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院