[发明专利]油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置及其应用

说明书

一、技术领域：

本发明涉及的是油田井下打井钻孔装置，具体涉及的是油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置及其应用。

二、背景技术：

在石油勘探开发中，目前随着石油的不断开采，地下油层的压力不断减小，为了提高采油效率，需要在原有油井的基础上，在原井筒的水平方向上再打出水平井孔，以扩大渗油面积。现有打水平孔的装置主要包括地面高压水系统、高压胶管、高压射流自旋喷头、液压马达、钻头，其中液压马达连接钻头构成套管钻孔机构，高压射流自旋喷头用于在岩层上钻出水平井孔。这套装置打水平井孔时需要二步，第一步，在准备打水平井孔的位置将井下套管钻出孔，该过程将高压胶管与液压马达及钻头连接在一起，由液压马达驱动钻头钻孔，钻孔后，将液压马达及钻头从井下提至地面，把它们拆卸下来，再将高压胶管与高压射流自旋喷头连接起来；然后进行第二步打水平井孔，高压胶管在井下弯曲至水平方向后，利用高压射流自旋喷头对岩石进行打孔，此过程中高压胶管一方面为高压水提供输送通道，另一方面还起到把高压射流自旋喷头向前推进的作用。由此看出，现有打水平孔的装置工作起来非常麻烦，费时费力，另外，由于高压胶管软，导致打出的井孔不完全是直的水平孔，在垂直方向上产生倾斜，同时，高压胶管的推动力有限，使打出的水平井孔距离较短。

三、发明内容：

本发明的一个目的是提供一种油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置，本发明的另一个目的是提供这种油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置的应用，这种油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置，用于解决传统打井钻孔装置打出的井孔不是直的水平孔的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置包括地面高压流体系统、钻采打孔机构，钻采打孔机构安装在井内的高压腔内，地面高压流体系统与高压腔相通；钻采打孔机构由推动给进机构与高压射流自旋喷头构成，高压射流自旋喷头安装在导向装置的水平导孔内，推动给进机构的驱动导向块并排放置在导向装置的垂直导向槽中，驱动导向块中间带有水平的通孔，当驱动导向块下沉到水平导孔时，与高压射流自旋喷头连接，推动高压射流自旋喷头沿水平导孔前进。

上述方案中的油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置还包括磨料添加装置，磨料添加装置与高压腔连通。

上述方案中的油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置还包括套管打孔机构，套管打孔机构被安装在高压腔内，套管打孔机构的液压马达与开孔钻头相连接，液压马达与压力进给管线连通，液压马达固定在可来回移动的液压缸架上。

上述方案中驱动导向块的后端有燕尾槽，前端有燕尾台；驱动导向块的通孔内壁有环形凸台，凸台将通孔分隔为前后两部分，前端的孔内安装有弹簧，弹簧连接导管，导管可被弹簧推出通孔。

上述方案中导向装置由“L”型板、水平推板及高压腔壁构成，“L”型板的垂直部位与高压腔壁构成垂直的导向槽，“L”型板的水平部位与安装在其下方的水平推板构成水平的导孔，导向装置用于安装及定位输送驱动导向块，使驱动导向块先后按垂直和水平方向运动。

上述方案中推动给进机构还包括给进弹簧组与弹簧组固定座，给进弹簧组通过连杆与水平导孔内的驱动导向块连接，该驱动导向块嵌入高压射流自旋喷头的底座中，锲形的导向块固定在高压腔壁上，驱动导向块刚好能够通过导向块的底端，最上面的驱动导向块上安装配重滑块，配重滑块的长度大于驱动导向块的长度，小于驱动导向块的长度与导向块底截面长度之和。

上述方案中推动给进机构还包括双作用液压缸与自动换向阀，双作用液压缸的液压杆与水平导孔内的驱动导向块连接，该驱动导向块嵌入高压射流自旋喷头的底座中，锲形的导向块固定在高压腔壁上，驱动导向块刚好能够通过导向块的底端，最上面的驱动导向块上安装配重滑块，配重滑块的长度大于驱动导向块的长度，小于驱动导向块的长度与导向块底截面长度之和。

上述方案中套管打孔机构的液压缸架为一托板，托板内有滑槽，托板向下延伸再水平弯曲后成为一个液压缸的液压杆，该液压缸与压力进给管线连通，这样当液压杆来回运动时，可带动托板上的液压缸前进或后退。

上述油田井下高压流体驱动的自旋水平打孔装置用于打水平井、分支水平井。

有益效果：