[实用新型]水力射流扩孔器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及石油钻探领域，特别是涉及一种用于煤层气水力射流造穴的水力射流扩孔器。

背景技术：

国内外煤层气井开采中，采用的裸眼洞穴造穴技术主要有三种：负压造穴、机械工具造穴及水力射流造穴。水力射流造穴法是利用高压水射流能量来冲割、破碎井壁，以达到造穴、扩孔的目的。具体施工中用钻具把特殊设计的水力射流装置送入造穴井段，开泵循环，使钻井液在经过小喷嘴时产生高压水力射流，冲割破坏煤储层形成洞穴。与负压造穴和机械工具造穴相比，水力射流造穴具有施工工艺简便，费用低等优点。在水力射流造穴施工中，选择性能优异的水力射流扩孔、造穴工具是获得较好施工效果的关键。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种用于煤层气水力射流造穴的水力射流扩孔器，造穴过程中也可与机械造穴工具配合使用起到先期破坏煤层内应力以降低机械造穴工具作业强度的效果。

本实用新型的技术方案如下：

所述水力射流扩孔器由本体及其上的喷嘴组件构成。所述喷嘴组件为由第1 喷嘴、第2喷嘴、第1装嘴体、第2装嘴体以及过渡套构成的环状部件，所述第1喷嘴位于喷嘴组件的中央，第1喷嘴的底部连接所述过渡套，所述过渡套起固定第1喷嘴的作用；第1喷嘴的中央为第1喷孔；第1装嘴体与第1喷嘴端部以下的外表面以及过渡套的外表面紧密连接，所述第1装嘴体起承载第1喷嘴的作用；第2喷嘴位于第1喷嘴的端部外围，二者间的环形间隙构成第2喷孔；第2喷嘴的外表面与第2装嘴体紧密连接；第2装嘴体低于第2喷嘴底部的部分与第1装嘴体间的环形间隙构成防淹孔；过渡套及防淹孔与本体内部的通径相连通。

为了使所述过渡套和第1装嘴体对第1喷嘴起到更为牢固的承载和固定作用，且同时便于拆装，所述第1装嘴体与第1喷嘴端部以下的外表面以及过渡套外表面间的紧密连接方式为：第1装嘴体的底部内表面与第1喷嘴的底部外表面以及过渡套的外表面通过螺纹相连接。

所述水力射流扩孔器作业时，上部连接钻杆，下部连接防堵卡钻头，并将钻头水眼堵死，由钻井钻具送到预定井段。作业过程中，钻井液由所述通径进入所述喷嘴组件内部的过渡套及防淹孔，过渡套内的钻井液进入第1喷孔，由第1喷孔向外喷射形成锥型射流束；防淹孔内的钻井液及倒流液进入第2喷孔，由第2喷孔向外喷射形成环形射流束。由第1、2喷孔形成的射流束稳定且射流能量集中，有效克服了淹没状态下射流能量及速度衰减的问题。

通常情况下，所述喷嘴组件水平安装在本体上。为了进一步提高携岩效果，所述喷嘴组件可相对于水平面向上成适当的角度，所述角度≤10°。

所述本体上的喷嘴组件数量为1～6个，具体数量根据现场工况确定。当本体上的喷嘴组件不少于2个时，为了获得更佳的射流能量，增强造穴能力，所述喷嘴组件在本体上可采取多层轴向错位排列，且每一水平层面的喷嘴组件数量 不超过4个。

本实用新型的优点在于：(1)整体结构简单，操作方便，可以根据实际情况连接不同尺寸的钻杆及钻头，以适应不同的井筒作业要求；(2)喷嘴组件构造简单，易于拆装更换；(3)整体结构简单，易于进行维修及部件更换，使用成本较低。

附图说明：

图1是本实用新型水力射流扩孔器的剖面结构示意图；

图2是图1中喷嘴组件的结构示意图；

具体实施方式：

实施例1

下面结合附图对本实用新型进行具体描述。如图1和图2所示，所述水力射流扩孔器由由本体1及其上的喷嘴组件2构成，所述喷嘴组件2为由第1喷嘴21、第2喷嘴23、第1装嘴体25、第2装嘴体26以及过渡套27构成的环状部件，所述第1喷嘴21位于喷嘴组件2的中央，第1喷嘴21的底部连接所述过渡套27，所述过渡套27起固定第1喷嘴21的作用；第1喷嘴21的中央为第1喷孔22；第1装嘴体25与第1喷嘴21端部以下的外表面以及过渡套27的外表面紧密连接，所述第1装嘴体25起承载第1喷嘴21的作用；第2喷嘴23位于第1喷嘴21的端部外围，二者间的环形间隙构成第2喷孔24；第2喷嘴23的外表面与第2装嘴体26紧密连接；第2装嘴体26低于第2喷嘴23底部的部分与第1装嘴体25间的环形间隙构成防淹孔28；过渡套27及防淹孔28与本体1内部的通径相连通。

所述第1装嘴体25与第1喷嘴21和过渡套27外表面间的紧密连接方式为：第1装嘴体25的底部内表面与第1喷嘴21的底部外表面以及过渡套27的外表面通过螺纹相连接，该螺纹连接方式能够使过渡套27和第1装嘴体25对第1喷嘴21起到更为牢固的承载和固定作用，同时便于拆装。