专利名称:一种用于vsp激发井的通井钻头的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种石油物探钻井设备,具体涉及一种用于VSP激发井的通井钻头。
背景技术:
VSP是垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile)的简称,其是一种井中地震观测技术。VSP技术提供了地下地层结构和地面测量参数之间最直接的对应关系,可以为地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型。近年来,随着人们的环保意识不断增强,同时为了节省打井的人力和器械资源,在VSP采集施工过程中,采用一口井内进行多次放炮、激发的形式进行施工,有效的减少了施工场地面积,保护了环境。但由于炸药在井中完全爆炸时,产生的气流沿着井壁向上冲出的时候,会将井壁上的泥土冲塌,而堵塞住炮井,在进行下一次放炮时,使下放的震源药柱不能放置到设定的深度范围,使得该炮井不能重复使用。因此在一炮放完以后,必须进行通井,将炮井完全整理通顺,使震源药柱能下放到指定的深度点。现有的通井工作中,普遍采用金属杆或是硬质的塑料杆,通过手动往复冲压来捅开堵塞的泥块,但在堵塞物较大的情况下,现有的通井杆几乎无法将激发井整理通顺,造成激发井的工作效率偏低。
实用新型内容为了解决现有技术中的通井杆的通井效率偏低的问题,本实用新型提供了一种用于VSP激发井的通井钻头,其通过将一段通井钻头加设在通井杆一端,大大提升了通井的效率。本实用新型的设计思路为,一种用于VSP激发井的通井钻头,其包括芯杆1、垫片2以及螺旋体套件3 ;所述芯杆I 一端设置有锥形钻头,另一端与通井杆相连接;所述垫片2以及所述螺旋体套件3分别套接固定在所述芯杆I侧壁上,且所述螺旋体套件3上端与所述垫片2固定连接;所述螺旋体套件3包括套管3-1和一组螺旋叶片3-2 ;所述套管3-1活动设置在所述芯杆I侧壁上,一组所述螺旋叶片3-2沿周向分布在所述套管3-1侧壁上。所述螺旋体套件3中,所述螺旋叶片3-2的数量为3 5片,所述螺旋叶片3_2的螺旋角度范围为0 90度。若螺旋角度过小,则螺旋叶片3-2不能起到搅动、切碎阻碍物的作用;若螺旋角度过大,则通井钻头只有在受到很大的作用力情况下,才能起到作用,而在野外仅仅是受到人工的短暂作用力时,不能起到通井的作用;综合考虑以上因素后,将螺旋角度的范围设定在0 90度,此时通井钻头,在任意两个螺旋叶片3-2之间既有一个无阻挡的直通部分,又给螺旋叶片3-2产生一个角度的空间,因而该螺旋叶片3-2在疏通较小和疏松的阻碍物时,能无阻碍的通过其直通部分,比较顺利的成功通井;在疏通较大的阻碍物时,能够起到搅动、切碎阻碍物的作用。在具体实施中,所述螺旋叶片3-2的数量为3片,所述螺旋叶片3-2的轴向长度等于所述芯杆I的侧壁长度,所述螺旋叶片3-2的螺旋角度为60度。所述螺旋体套件3围绕芯杆I的中心轴线旋转,所述螺旋叶片3-2外缘的运行轨迹为圆形,所述螺旋叶片3-2的旋转直径与震源药柱直径相匹配。在具体实施中,所述螺旋叶片3-2的旋转直径为60mm。所述芯杆I 一端设有外螺纹;所述垫片2与所述芯杆I之间通过螺纹连接固定,且所述芯杆I与所述通井杆之间通过螺纹连接固定。在连接芯杆I与通井杆时,由于所述螺旋体套件3套接在芯杆I侧壁上,人工无法直接把握住芯杆I的主体部分,使得芯杆I与通井杆的螺纹无法完全连接牢靠。因此,所述通井钻头还包括一组定位孔4 ;一组所述定位孔4设置在所述芯杆I侧壁以及所述套管3-1侧壁上,且所述芯杆I侧壁的定位孔4与所述套管3-1侧壁的定位孔4对齐。在安装过程中,一组所述定位孔4中贯穿设置有阻挡件,使通井钻头整体固定,以便于将芯杆I与通井杆连接固定。在具体实施中,将连接有通井钻头的通井杆,沿着被激发过的激发井孔向下进行通井工作,若井内的堵塞物较小,则其很容易被通井钻头戳通,从而顺利通井;若井内的堵塞物较大,通井钻头在戳进堵塞物时,同时受到由通井杆的向下作用力和前端堵塞物形成的阻力,从而使螺旋叶片3-2发生旋转,进而搅动、切碎所遇到的堵塞物,如此反复操作,完成通井。由于螺旋叶片3-2的作用,使通开的井径与震源药柱的直径相匹配,以便于重复下入震源药柱。如图1所示的某VSP采集施工时激发炮阵的设计示意图,Al A200表示炮井数量,实际激发工作量约为200炮,打井近200 口,炮群呈矩型分布,炮井纵横向间距为4-5米,炮井深度不小于10米,采取的作业形式是非零偏观测方法。如图2所示的炮群设计,虽然只有21个炮井,但在一个炮井中进行了 10次左右的激发,同样实现了图1所示的激发工作量。本实用新型通过在通井杆头上加接通井钻头,其带来的优势是:I)若堵塞物较小,通井的过程,比现有的通井杆更快捷,通井效率更高;若堵塞物较大,现有的通井杆几乎无法完成通井,而使用本实用新型的通井钻头能够顺利完成通井工作,提高了通井的成功率和VSP采集施工的效率,更好的达到环境保护目的。2)采用本实用新型的通井钻头,可以直接实现通井井径与震源药柱直径相匹配,更利于后续下放震源药柱。
图1为VSP数据采集非零偏激发炮阵示意图;图2为单炮井多次激发的VSP数据采集非零偏激发炮群示意图;图3为本实用新型的通井钻头的结构示意图;图4为本实用新型中芯杆的结构示意图;图5a为本实用新型中螺旋体套件的结构示意图;图5b为图5a的俯视图;[0027]图6为本实用新型中垫片的结构示意图;附图编号说明:1-芯杆;2_垫片;3_螺旋体套件;3_1套管;3_2螺旋叶片;4_定位孔;
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明,本实用新型的保护范围不局限于下述的具体实施方式
。
具体实施方式
如图3、图4、图5a、图5b、图6所示,一种用于VSP激发井的通井钻头,其包括芯杆1、垫片2以及螺旋体3。芯杆I 一端设置有锥形钻头,另一端与通井杆相连接;垫片2以及螺旋体套件3分别套接固定在芯杆I侧壁上,垫片2下端紧压住螺旋体套件3。螺旋体套件3包括套管3-1和3片螺旋叶片3-2 ;套管3_1套接在芯杆I侧壁上,3片螺旋叶片3-2沿周向均匀分布在套管3-1侧壁上。螺旋体套件3围绕芯杆I的中心轴线旋转,螺旋叶片3-2外缘的运行轨迹为圆形,螺旋叶片3-2的旋转直径为60mm,并与震源药柱的直径相匹配。螺旋叶片3-2的轴向长度等于芯杆I的侧壁长度,螺旋式叶片的螺旋角度为60度。芯杆I 一端设有外螺纹,垫片2与芯杆I的外螺纹固定连接,且芯杆I的外螺纹与通井杆固定连接。通井钻头还包括一组定位孔4 ;一组定位孔4设置在芯杆I侧壁以及套管3-1侧壁上,且芯杆I侧壁的定位孔4与套管3-1侧壁的定位孔4对齐;在连接芯杆I与通井杆时,在一组定位孔4中贯穿设置阻挡件,使通井钻头整体固定,以便于将芯杆I与通井杆连接固定。上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本实用新型上述具体实施方式
所描述的结构,因此前面描述的方式只是优选地,而并不具有限制性的意义。
权利要求1.一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述通井钻头包括芯杆(I)、垫片(2)以及螺旋体套件(3);所述芯杆(I) 一端设置有锥形钻头,另一端与通井杆相连接;所述垫片(2)以及所述螺旋体套件(3)分别套接固定在所述芯杆(I)侧壁上,且所述螺旋体套件(3)上端与所述垫片(2)固定连接; 所述螺旋体套件(3)包括套管(3-1)和一组螺旋叶片(3-2);所述套管(3-1)活动设置在所述芯杆(I)侧壁上,一组所述螺旋叶片(3-2)沿周向分布在所述套管(3-1)侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述螺旋体套件(3)中,所述螺旋叶片(3-2)的数量为3 5片,所述螺旋叶片(3-2)的螺旋角度范围为O 90度。
3.根据权利要求2所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述螺旋叶片(3-2)的数量为3片,所述螺旋叶片(3-2)的轴向长度等于所述芯杆(I)的侧壁长度,所述螺旋叶片(3-2)的螺旋角度为60度。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述螺旋体套件(3)围绕芯杆(I)的中心轴线旋转,所述螺旋叶片(3-2)外缘的运行轨迹为圆形,所述螺旋叶片(3-2)的旋转直径与震源药柱直径相匹配。
5.根据权利要求4所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述螺旋叶片(3-2)的旋转直径为60mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述芯杆(I) 一端设有外螺纹;所述垫片(2)与所述芯杆(I)之间通过螺纹连接固定,且所述芯杆(I)与所述通井杆之间通过螺纹连接固定。
7.根据权利要求1所述的一种用于VSP激发井的通井钻头,其特征在于: 所述通井钻头还包括一组定位孔(4);一组所述定位孔(4)设置在所述芯杆(I)侧壁以及所述套管(3-1)侧壁上,且所述芯杆(I)侧壁的定位孔(4)与所述套管(3-1)侧壁的定位孔(4)对齐,一组所述定位孔(4)中贯穿设置有阻挡件。
专利摘要本实用新型为一种用于VSP激发井的通井钻头,其包括芯杆(1)、垫片(2)以及螺旋体套件(3);芯杆(1)一端设置有锥形钻头,另一端与通井杆相连接;垫片(2)以及螺旋体套件(3)分别套接固定在芯杆(1)侧壁上,且螺旋体套件(3)上端与垫片(2)固定连接;螺旋体套件(3)包括套管(3-1)和一组螺旋叶片(3-2);套管(3-1)活动设置在芯杆(1)侧壁上,一组螺旋叶片(3-2)沿周向分布在套管(3-1)侧壁上;本实用新型通过在通井杆头上加接通井钻头,使其在通井过程中能够有效搅动、切碎堵塞物,完成通井,提高了通井的成功率和VSP采集施工的效率,更好的达到环境保护目的。
文档编号G01V1/52GK202948141SQ20122054569
公开日2013年5月22日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者梅有仁, 马国庆, 李守才, 王跃, 姜宇东, 钱雪文, 袁昊, 董健 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院