[发明专利]一种套管开窗钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种套管开窗钻头，属石油天然气钻探类井下工具技术领域。

背景技术

超短半径径向水平井技术是利用开窗钻头将套管钻穿，再利用高压水射流在油层中的不同方向上钻出多个水平井眼，从而增加油气井泄流面积，可以有效地挖潜油气藏潜力，提高采收率。此外，与其他工艺相结合可以实现封堵效果。与常规增产工艺相比，它具有“定向钻进，深部穿透”两大技术优势。

利用高压水射流的水力破岩作用在油层部位进行径向钻孔时，需先在径向钻孔的油层位置处进行套管开窗。首先用油管将造斜器送至井内预定位置，确定深度后按照钻孔要求调整方位，并正循环热清洗油管及套管环空。洗井结束之后，利用连续油管下入井下马达和钻头，通过井下造斜器的导向作用，使钻头在很小的曲率内由垂直转向水平，启动地面高压泵，对套管实施开窗作业。当套管开窗作业完成后，起出开窗工具，再用连续油管连接高压软管和喷头，一起送入井内，同样通过造斜器的导向作用，使高压软管和喷头顺利的进入已开好窗的孔眼内。启动地面高压泵，利用高压水力喷射破碎岩石，同时由喷嘴的自牵引力带动管串向前钻进，返出的喷射液将岩石碎屑排出孔眼。当喷射钻孔的长度达到设计要求的深度后，整个施工过程结束。

现有技术中，套管开窗作业是通过井底动力工具带动开窗钻头钻穿套管的。由于常规钻头与套管间的摩擦阻力大、剪切应力分布均匀，导致钻头工作效率低，开窗速度慢，同时，也影响了钻头的使用寿命。

CN 202611594 U公布了一种水力喷射径向钻孔套管开窗专用钻头，用于超短半径径向水平井开窗侧钻，其结构包括钻头本体，该钻头本体靠近末端的外圆柱面上设有由易磨削材料制成的指示螺钉，指示螺钉突出钻头本体外圆柱面，钻头本体末端设有保护台阶，保护台阶突出钻头本体外圆柱面的高度高于指示螺钉的高度。开窗成功后，钻头本体钻进到套管壁内，钻头本体末端的指示螺钉的突出部分将被已开窗的套管壁磨削掉或留下明显的磨削痕迹，从而可以判断开窗成功。因此该钻头对有效识别和判断套管开窗是否成功具有一定效果，而目前在套管开窗过程中，开窗钻头工作效率低、使用寿命短的问题仍然存在。

发明内容

本发明的目的在于克服超短半径径向水平井开窗侧钻中现有套管开窗钻头工作效率低、使用寿命短的问题，而提出一种套管开窗钻头。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括钻头本体，钻头本体整体呈圆柱形，钻头本体上端有3个或4个刀翼及对应的切削刃、切削槽和排屑槽，钻头本体下端为连接端。

所述的3个或4个刀翼可为连续锥面状或螺旋状，刀翼表面或前端为钻头切削刃，并可根据需要在切削刃表面或前端分布有形状为圆弧或斜面的切削槽以加强钻头切削效率。

所述的排屑槽的排屑方向平行于钻头轴线或呈螺旋状。

所述的连接端为螺纹连接孔或两个对称的销钉掌，可直接与其他动力钻具或传动工具连接。

本发明的有益效果：

（1）通过动力工具或传动工具带动旋转，以一定的速度和扭矩钻穿油层套管完成套管开窗，可实现老井油层改造，改善储层与井筒之间的油流通道，提高采收率；

（2）钻穿套管后，可实施水力喷射钻进，在储层内钻开一定深度的水平分支井；

（3）钻穿套管后，可对储层实施压裂。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视图；

图2为本发明实施例1的俯视图；

图3为本发明实施例2的主视图；

图4为本发明实施例2的俯视图；

图5为本发明实施例2的半剖图；

图中：1-本体；2-刀翼；3-连接端；4-前锥面；5-后锥面；6-切削刃；7a、7b-切削槽；8a、8b-排屑槽；9-圆球面；10-销钉；11-球形凹面；12-光滑弧面。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步描述：

实施例1：

如图1、图2所示，本发明的钻头本体1整体呈圆柱形，其上端为包括前锥面4和后锥面5的两个连续锥面，在两个连续锥面上圆周均匀分布3个或4个刀翼2及对应的切削刃6、切削槽7a和排屑槽8a，钻头本体1下端为螺纹连接孔3，通过螺纹可将本发明与其他动力钻具或传动工具连接。