[发明专利]水力喷射钻井喷头

说明书

技术领域

本发明涉及的是钻井用的水力喷射工具，具体的是一种水力喷射钻井喷头。

背景技术

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300m~900m，中半径水平井的曲率半径为86m~215m，短半径水平井的曲率半径为10m~20m。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20mm~50mm，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。如何在保持水压不变的情况下，在岩石上形成一个直径较大的成孔是要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种水力喷射钻井喷头，解决目前水力喷射使用的喷头成孔孔径较小，无法形成一个大的成孔的问题。

本发明通过以下技术方案来实现：水力喷射钻井喷头，包括喷头本体，喷头本体上有出水孔，内部有纵向排列的出水通道与出水孔相通，出水通道中内置喷嘴；所述的喷头本体为前端为平端的锥形；所述的出水孔包括中孔和边孔，中孔位于喷头本体前端的平端上，边孔位于喷头本体的锥形斜面上，且边孔以中孔为中心呈辐射状排列；中孔的出水通道与喷头轴线方向一致，边孔的出水通道分别沿切线方向倾斜5~15°，并且边孔的出水通道倾斜方向一致。

边孔的出水通道在背向中孔的方向与喷头轴线形成2°夹角。

边孔的出水通道分别沿切线方向形成顺时针倾角。

边孔分为内、外两圈，内圈边孔和外圈边孔的出水通道分别沿切线方向形成的倾角大小一致，方向相反。

内圈边孔的出水通道分别沿切线方向形成逆时针倾角，外圈边孔的出水通道分别沿切线方向形成顺时针倾角。

采用上述技术方案的积极效果：本发明在使用时连接柔性钢管，由高压泵车给压，不需钻头旋转，只靠高压射流就能破岩，破岩速度快，耐磨程度高；由于喷头的中孔的出水通道与喷头轴线方向一致，边孔的出水通道分别沿切线方向倾斜，使得各个喷孔的喷射面积部分重叠，多个喷孔即可喷出一个大的成孔；由于边孔在背向中孔的方向上向外倾斜，使喷头边孔喷出的水柱向外形成一定的扩散，使得喷出的成孔直径可扩大到120~130mm；边孔分别沿切线方向形成顺时针倾角，或者将边孔分为内、外两圈，内圈边孔分别沿切线方向形成逆时针倾角，外圈边孔分别沿切线方向形成顺时针倾角，这样使得本发明在射流时在喷头轴向上产生顺时针扭矩，防止喷头和钢管的接头处产生倒扣现象。

四、附图说明

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明的仰视图；

图3是本发明的纵剖视图；

图4是本发明的边孔的侧面展开图；

图5是本发明另一实施方式的整体示意图；

图6是本发明另一实施方式的仰视图；

图7是本发明另一实施方式的纵剖视图；

图8是本发明另一实施方式中内圈边孔的侧面展开图；

图9是本发明另一实施方式中外圈边孔的侧面展开图；

图10是单孔喷头的整体示意图；

图11是单孔喷头的仰视图；

图12是直孔喷头的整体示意图；

图13是直孔喷头的仰视图；

图14是本发明中边孔的力的分解图。

图中：1喷头本体，2 中孔，3边孔，3a内圈边孔，3b外圈边孔。

五、具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步说明：