[发明专利]水平井自导向液压水力喷射装置及方法

权利要求书

1.一种水平井自导向液压水力喷射装置，包括上接头、液缸、连接套、推动杆、重力棒、方向控制环、转动环喷枪组件和下接头，其特征在于：

所述上接头和下接头分别设于两端，所述上接头内可滑动且不可转动的设有液缸，所述连接套的一端与上接头相连，所述推动杆可滑动的设置于连接套内，其一端与液缸的一端相连以随之移动，所述推动杆的前部与连接套之间形成供重力棒容置的环空，所述重力棒包含直径较大的头部和直径较小的圆柱部，所述圆柱部从头部向前偏心的延伸，而所述推动杆设有供部分的头部容置的环形凹槽，从而在重力棒位于推动杆前部与连接套之间的环空中时在重力作用下绕着推动杆进行重力的旋转直至落到势能最低点，所述推动杆的前部外周缘可滑动且不可转动的设有方向控制环，所述方向控制环设有供重力棒的圆柱部贯通的引导孔，所述转动环不可滑动且可相对转动的安装在连接套内部，所述转动环位于推动杆的右侧，所述转动环左侧的转动部设有一供重力棒插入的螺旋铣槽，所述螺旋铣槽的深度为螺旋逐渐增大，且在螺旋铣槽的末端设有定位孔，从而重力棒插入螺旋铣槽内时，由于螺旋铣槽的深度逐渐增加，重力棒的向右移动将推动转动环进行旋转，直至重力棒的圆柱部的末端深入到螺旋铣槽最深处的定位孔内，所述转动环和下接头之间设有喷枪组件；

所述液缸和上接头之间形成一环空以容纳复位弹簧，所述复位弹簧的后端抵靠于液缸的环形凸起以提供液缸的回复力；

所述上接头内固设有一定向螺钉，所述液缸的缸体上设有一轴向延伸的供定向螺钉前后滑动的滑槽，从而当液缸在液力推动下向右运动时，其将压缩复位弹簧，且因定向螺钉将其与上接头的周向锁定，所以其只能向右运动而无法旋转，当液力消失时，复位弹簧将推动液缸向左运动回到原位。

2.如权利要求1所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述喷枪组件包含喷枪外壳和喷嘴，所述喷嘴安装在喷枪外壳上，所述喷枪外壳的左端通过上轴承组件可旋转的连接至连接套，右端通过下轴承组件和旋转套连接至下接头。

3.如权利要求2所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述上轴承组件包含轴承端套，所述轴承端套的左端与连接套连接，一轴承安装在转动环、轴承端套与连接套形成的环空内，在轴承端套的右侧端面还安装有另一轴承，所述喷枪外壳的左端内部通过螺纹与转动环的插入部相连。

4.如权利要求2所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述旋转套左端与喷枪外壳右端内部通过螺纹连接在一起，所述下轴承组件包含下端轴承环，所述下端轴承环套装在旋转套外，所述下端轴承环内部凸台的左右端面各安装一个轴承，而下接头的左端与旋转套相连。

5.如权利要求1所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述推动杆包含杆体，且所述杆体的中部设有凸缘，所述凸缘的前侧设有供重力棒的头部部分容置的环形凹槽。

6.如权利要求5所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述杆体的右端设有轴向延伸的外键槽部，所述方向控制环的环体内壁设有与所述外键槽部配合滑动的内键槽部。

7.如权利要求1所述的水平井自导向液压水力喷射装置，其特征在于：所述转动环的螺旋铣槽的角度在320-360度之间，所述螺旋铣槽的宽度大于重力棒中圆柱部的直径。

8.一种水平井自导向液压水力喷射方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：将权利要求1-7中任一所述的水平井自导向液压水力喷射装置连接在管串中下入到设计射孔位置；

步骤二：提升井筒内压力，液缸受液压推动向下运动，运动时带动推动杆一起向下运动，由于重力棒处于自由状态时在重力作用下自动下落至势能最低点，推动杆运动时带动重力棒运动，重力棒通过方向控制环导引继续运动，插入到转动环的螺旋铣槽内；

步骤三：重力棒顶在转动环的螺旋铣槽内并带动转动环旋转，重力棒最终将插入螺旋铣槽末端而完成旋转；

步骤四：喷枪组件与转向环连接，并确定好角度，进行射孔作业。