[发明专利]自旋转高压水射流可调节钻孔装置

说明书

一种自旋转高压水射流可调节钻孔装置，包括高压管、固定外壳、旋转体和旋转喷头，所述固定外壳包含圆筒状本体，所述高压管设于圆筒状本体的后端，所述高压管上安装有第一推进器，所述高压管通过固定外壳后端安装的第二推进器进行固定，所述旋转体可旋转的位于所述固定外壳内，且所述旋转体的后部通过一弹簧弹性支撑于固定外壳，所述旋转体的前部连接有旋转喷头，所述旋转喷头设有破碎切削喷嘴组，以进行前端的破碎操作，所述第一推进器上安装有第一推进喷嘴组，第二推进器上安装第二推进喷嘴组，高压流体通过旋转碰头上的推进喷嘴组进行破碎且通过推进喷嘴组驱动固定壳体和旋转喷头向前运动，实现本发明的自动推进钻孔。

技术领域

本发明涉及钻孔的技术领域，尤其涉及一种适用于煤层气、石油、天然气等开发领域的自旋转高压水射流可调节钻孔装置。

背景技术

现有技术中有一种旋转高压水射流钻孔装置，其旋转动力来自水射流本身，是将一组或多组喷嘴偏置于钻孔装置旋转套上，利用射流反冲力因偏心而产生的反冲力矩在克服旋转套与轴之间的摩擦力矩后实现钻头的自动旋转；利用其后部安装的反向喷嘴的射流反冲力实现自推进。

其不足之处在于，(1)喷射过程可能形成大小不一的岩屑，大颗粒岩屑的存在增加了形成岩屑堵塞的机率及钻进过程中的摩擦阻力，影响了钻进长度；(2)由于岩性的不均一性，影响钻孔的均一性，导致钻孔倾斜，易于钻出目标岩层，此外，钻孔变大，流速变小，如果小于临界流速将影响携砂效果。(3)钻孔装置后部单级推进设置，携砂液随着距离喷头越远，岩屑越易于沉积。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种自旋转高压水射流可调节钻孔装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自旋转高压水射流可调节钻孔装置，其结构简单，操作装卸便利，实现钻孔直径可控、流速可控、岩屑颗粒可控、不断激动岩屑降低沉砂风险，从而解决了现有技术中存在的问题。

为解决上述问题，本发明公开了一种自旋转高压水射流可调节钻孔装置，包括高压管、固定外壳、旋转体和旋转喷头，其特征在于：

所述固定外壳包含圆筒状本体，所述高压管设于圆筒状本体的后端，所述高压管上安装有第一推进器，所述高压管通过固定外壳后端安装的第二推进器进行固定，所述旋转体可旋转的位于所述固定外壳内，且所述旋转体的后部通过一弹簧弹性支撑于固定外壳，所述旋转体的前部连接有旋转喷头，所述旋转喷头设有破碎切削喷嘴组，以进行前端的破碎操作，所述第一推进器上安装有第一推进喷嘴组，第二推进器上安装第二推进喷嘴组，利用弹簧的弹性力使得旋转体和旋转喷头在固定外壳内前后伸缩运动，高压流体通过旋转喷头上的推进喷嘴组进行破碎且通过推进喷嘴组驱动固定壳体和旋转喷头向前运动，当旋转喷头遇到岩层处于压缩状态时，破碎切削喷嘴组进行前端的破碎和切削，当高压喷射流体的切削作用冲刷喷头前端的岩层形成空间后，在弹簧的弹力的推进下旋转喷头向前推进处于伸出状态，此时旋转喷头侧部喷嘴组继续切削旋转喷头周围、固定外壳前端的岩层，直到固定外壳前部岩层形成空间后，在推进喷嘴组驱动下固定外壳向前而旋转喷头再次处于压缩状态继续进行破碎切削操作，从而实现本发明的自动推进钻孔。

其中：所述固定外壳的前端连接有筛网状外通道，所述旋转体的外缘和固定外壳的内缘之间设有一定间隙且通过间隙密封实现相应的流体密封，所述旋转体的前部贯穿于筛网状外通道后连接旋转喷头。

其中：所述第一推进喷嘴组包含向后倾斜第一推进喷嘴和第二推进喷嘴，所述第一推进喷嘴和第二推进喷嘴相对的等角度倾斜设置于第一推进器上，所述第二推进喷嘴组包含向后倾斜的能与高压管内高压流体连通的第一后喷嘴、第二后喷嘴、第三后喷嘴和第四后喷嘴，所述第一后喷嘴、第二后喷嘴和第三后喷嘴偏心于高压管中轴线等角度间隔设置于第二推进器的外缘。