可旋转水力喷射钻头的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可旋转水力喷射钻头，该装置包括外套、射流器和钻头本体，射流器和钻头本体位于外套内部，钻头本体置于射流器的前方，射流器和钻头本体上均有出水孔，且射流器和钻头本体上的出水孔相通；钻头本体上的出水孔分为直孔和斜孔两种，直孔位于钻头本体的中央，斜孔为多个且以直孔为中心呈辐射状排列，多个斜孔分别沿切线方向倾斜且倾斜方向一致。本发明依靠高压水流对钻头本体上的斜孔进行喷射，对钻头本体施加旋转力，使钻头本体一边喷射一边顺时针或者逆时针旋转，不停地变换喷射的着力点，防止其喷出多个单孔，方便使用，从而达到水力旋转喷射破岩的目的。
【专利说明】可旋转水力喷射钻头
【技术领域】
[0001]本发明属于油田机械设备领域，涉及一种可旋转水力喷射钻头。
【背景技术】
[0002]水平井是指井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的裸露面积。水平井钻井技术是指利用特殊的井底动力工具与随钻测量仪器，钻成井斜角达到或接近90°，并保持这一角度钻进一定长度井段的定向钻井技术，包括随钻测量技术、井眼轨迹控制技术、井壁稳定技术、钻井完井液技术等。石油钻井方法经过几十年的发展更新，还是以旋转钻井为主，即利用转盘或螺杆钻具带动钻头破岩。但是从垂直井段转变为水平井段的曲率半径越小，施工难度越大。一般来说，长半径水平井的曲率半径为300nT900m，中半径水平井的曲率半径为86nT215m，短半径水平井的曲率半径为10nT20m。近年来相继出现了超短半径水平井钻井工艺，由于短半径钻井需采用柔性钻杆，受柔性钻杆传递扭矩的限制，如果继续采用旋转钻井方法将会使短半径钻井的水平段长度也受到限制。目前，已有人将旋转钻井方法改进为水力喷射进行破岩，但是传统的水力喷射采用的喷头出水孔径较小，成孔孔径为20mnT50mm,当地质发生变化时,喷孔容易发生闭塞，给生产带来很多不便。而在一个喷头上设置多个出水孔，破岩时会在岩石面上形成多个直径较小的单孔。因此，需要对现有的水力喷射钻头进行改进，使其喷射后形成一个较大的成孔。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可旋转水力喷射钻头，解决现有的水力喷射钻头无法旋转，只能朝向一个方向喷射，无法将多个单孔连接成较大的成孔的问题。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现:可旋转水力喷射钻头，该装置包括外套、射流器和钻头本体，射流器和钻头本体位于外套内部，钻头本体置于射流器的前方，射流器和钻头本体上均有出水孔，且射流器和钻头本体上的出水孔相通；钻头本体上的出水孔分为直孔和斜孔两种，直孔位于钻头本体的中央，斜孔为多个且以直孔为中心呈辐射状排列，多个斜孔分别沿切线方向倾斜且倾斜方向一致。
[0005]所述的斜孔均为顺时针倾斜。
[0006]所述的斜孔均为逆时针倾斜。
[0007]所述的斜孔的倾斜角度为30°。
[0008]所述的钻头本体外侧还装有压力轴承。
[0009]所述的压力轴承前端装有轴承压帽。
[0010]采用上述技术方案的积极效果:本发明依靠高压水流对钻头本体上的斜孔进行喷射，对钻头本体施加旋转力，使钻头本体一边喷射一边顺时针或者逆时针旋转，不停地变换喷射的着力点，防止其喷出多个单孔，方便使用，从而达到水力旋转喷射破岩的目的。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中钻头本体的俯视图。
[0012]图中，I外套，2射流器，3钻头本体，4直孔，5斜孔，6压力轴承，7轴承压帽。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明，但不应理解为对本发明的限制:
图1是本发明的结构示意图，图2是图1中钻头本体的俯视图，结合图1、图2所示，可旋转水力喷射钻头，该装置包括外套1、射流器2和钻头本体3，射流器2和钻头本体3位于外套I内部，钻头本体3置于射流器2的前方，射流器2和钻头本体3上均有出水孔，且射流器2和钻头本体3上的出水孔相通。射流器2的作用是提供高压水流，喷入钻头本体上的出水孔。钻头本体3上的出水孔分为直孔4和斜孔5两种，直孔4位于钻头本体3的中央，斜孔5为多个且以直孔4为中心呈辐射状排列，多个斜孔5分别沿切线方向倾斜且倾斜方向一致。中央的直孔喷出的水流压力最大，周向的斜孔由于沿切线方向倾斜，因此当射流器喷出的高压水流喷入斜孔后，提供了 一种旋转力，使得钻头本体发生旋转。
[0014]本发明中，所述的斜孔5均为顺时针倾斜，或者所述的斜孔5均为逆时针倾斜。结果是钻头本体可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转。作为本发明的最佳实施方式，斜孔5的倾斜角度为30°。
[0015]由于钻头本体在旋转时与外套内壁之间存在着很大的摩擦力，为了减少摩擦，所述的钻头本体3外侧还装有压力轴承6。为了对压力轴承进行固定，防止其脱出，在所述的压力轴承6前端装有轴承压帽7。
[0016]使用时，射流器喷出高压水流，高压水流喷入斜孔后，钻头本体一边喷出高压水流一边旋转，不停地变换着力点，使得岩石上喷出的小孔逐渐连接成片，形成较大的成孔，从而达到水力旋转喷射破岩的目的。
【权利要求】
1.一种可旋转水力喷射钻头，其特征在于:该装置包括外套(I)、射流器(2)和钻头本体(3)，射流器(2)和钻头本体(3)位于外套(I)内部，钻头本体(3)置于射流器(2)的前方，射流器(2)和钻头本体(3)上均有出水孔，且射流器(2)和钻头本体(3)上的出水孔相通；钻头本体(3)上的出水孔分为直孔(4)和斜孔(5)两种，直孔(4)位于钻头本体(3)的中央，斜孔(5)为多个且以直孔(4)为中心呈辐射状排列，多个斜孔(5)分别沿切线方向倾斜且倾斜方向一致。
2.根据权利要求1所述的可旋转水力喷射钻头，其特征在于:所述的斜孔(5)均为顺时针倾斜。
3.根据权利要求1所述的可旋转水力喷射钻头，其特征在于:所述的斜孔(5)均为逆时针倾斜。
4.根据权利要求2或3所述的可旋转水力喷射钻头，其特征在于:所述的斜孔(5)的倾斜角度为30°。
5.根据权利要求1所述的可旋转水力喷射钻头，其特征在于:所述的钻头本体(3)外侧还装有压力轴承(6)。
6.根据权利要求5所述的可旋转水力喷射钻头，其特征在于:所述的压力轴承(6)前端装有轴承压帽(7)。
【文档编号】E21B10/60GK103510863SQ201310509413
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】张亚胜 申请人:大庆井泰石油工程技术股份有限公司