[实用新型]一种径向水平井用自进式喷射钻头

说明书

本实用新型涉及一种径向水平井用自进式喷射钻头，主要包括钻头、旋转轴、壳体、涡轮定子、涡轮转子、后部短节、扶正器和后接管，壳体内部装有涡轮系统，壳体置于钻头与扶正器中间，前部通过旋转轴与钻头相连，后部通过后接管与扶正器相连，涡轮转子通过转子螺母和平键键固紧在旋转轴上，旋转轴后部通过滑动轴承套与后部短节相连，扶正器与后接管空套。涡轮系统通过平键传递扭矩给旋转轴，旋转轴带动钻头旋转，形成钻头旋转喷射钻井，提高破岩能力和钻井效率，旋转的钻头起到修饰井壁的作用；通过涡轮系统的流体从壳体上后喷孔喷出产生自进力，推动喷射钻头向前作业；扶正器起到扶正后接管，防止反扭矩的作用，减小钻进过程的摩擦阻力。

技术领域

本实用新型涉及一种径向水平井用自进式喷射钻头。

背景技术

随着我国油气田开发进入中后期，油气井的含水量增加，注水作业的成效越来越低，油气开采的难度增加，稳定油气井产量变得异常艰巨；在还没有开发的油气中，工况情况复杂的油气藏数量多，并且开采难度较大的油气储量占据了很大的比重。目前，径向水平井钻井技术被广泛应用与上述的老油气田和开发困难的油气田中，径向水平井技术能有效地降低油田开采的成本支出，节约施工资源，提高油田的产量，加快油田开采效率。随着径向水平井钻井技术的使用，发现还有很多钻井过程中的问题亟待解决。其中目前在射流钻头中需要解决的问题有：(1)射流钻头水压不足致使破岩能力低且钻头喷孔分布导致破岩形状不规则，致使前方井壁摩擦阻力极大限制射流钻头自进；(2)射流钻头前喷孔需要设计一定的分布规则才能使破岩点均匀才能提升效率；(3)射流钻头后喷孔提供的自进力不足，导致钻头钻探过深时难以克服井眼摩擦阻力向前钻进，钻头自进力的大小限制了钻头工作深度。

发明内容

本实用新型目的是为了改善传统射流钻头破岩能力不足、自进力不够和井壁形状不规则等一系列问题。提出了一种径向水平井用自进式喷射钻头。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种径向水平井用自进式喷射钻头，主要包括钻头、钻齿、旋转轴、壳体、涡轮定子、涡轮转子、后部短节、扶正器和后接管，其特征在于：所述壳体内部装有涡轮系统，壳体置于钻头与扶正器中间，前部通过旋转轴与钻头相连，后部通过后接管与扶正器相连，涡轮转子通过转子螺母和两个长键固紧在旋转轴上，旋转轴后部通过滑动轴承套与后部短节相连，扶正器与后接管空套，前方用卡簧定位，后方采用后接管凸台定位。

所述钻头为前凸式，取消前部叶栅和钻齿，每个叶栅上的钻齿分布各不相同并在三个叶栅方向各设计一个螺纹孔与旋转轴紧固，钻头前端设计有一个中心喷孔和三个斜向喷孔。

所述壳体内部装有四组涡轮定子和涡轮转子，涡轮定子和涡轮转子都周向均分十六个叶片；壳体与后接管通过螺母连接。壳体与隔环开有相同的流道，壳体前后两端分别装有前端盖与后端盖。

所述后部短节中心开有一个中心孔并在中心处开有一个深孔，后部短节中心周围均匀分布八个通孔。三分之一的钻井液经后部短节中心孔进入旋转轴传输至前部钻头，三分之二的钻井液通过后部短节的八个周围孔进入涡轮定转子部分。

所述扶正器包括一个扶正块与两个支撑块，且扶正块与支撑块开有相同的流道。扶正块与支撑块之间由螺钉连接，两个支撑块之间由弹簧连接。

本实用新型的优点：(1)通过涡轮驱动方式使钻头喷孔旋转喷射钻井，增加对岩石的旋转剪切力,提高钻井效率。(2)通过设置侧钻齿，旋转的钻头对井壁进行修饰，提高井壁的稳定性。 (3)前后喷孔分离，钻头设置前喷孔，壳体设置后喷孔，钻井液流经涡轮后通过后喷孔排除，充分利用流体动能。(4)扶正器的设计能扶正后接管，减小钻进过程的摩擦阻力，同时扶正器还可以抵消涡轮驱动带来的反扭矩，防止后接管在反扭矩作用下旋转。(5)钻头的前凸设计能减小喷孔与岩石的距离，提高岩石的破岩效果。

附图说明

图1是本实用新型一种径向水平井用自进式喷射钻头的结构示意图。