一種水力驅(qū)動的套管內(nèi)徑向鉆孔高壓旋轉(zhuǎn)磨頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井下鉆孔作業(yè)工具領(lǐng)域，特別涉及一種適用于徑向鉆孔套管開窗的水力驅(qū)動高壓旋轉(zhuǎn)磨頭。
【背景技術(shù)】
[0002]水力噴射徑向鉆孔技術(shù)是利用專用的磨銑鉆頭將套管鉆穿，再使用高壓水射流在油層的不同方向及不同深度噴射，從而鉆出多個水平的小直徑井眼?？梢栽黾泳墼谟筒刂械拈L度、擴大泄油面積、提高采收率；可重復(fù)利用上部井段、降低鉆井成本；可降低油井管理和環(huán)境保護(hù)等費用。水力噴射徑向鉆孔技術(shù)對油氣井增產(chǎn)、特別是老井挖潛改造具有重要意義。
[0003]利用水力噴射徑向鉆孔技術(shù)進(jìn)行作業(yè)時，需要先對目的層套管進(jìn)行開窗，將套管鉆穿。首先將轉(zhuǎn)向器用油管下到目的層位置，錨定，再利用連續(xù)油管將馬達(dá)、萬向軸及磨銑鉆頭下入，通過轉(zhuǎn)向器，使磨銑鉆頭垂直于套管壁，開泵，馬達(dá)把扭矩通過萬向軸傳遞到鉆頭，開始磨銑套管，直至將套管磨穿。將套管鉆穿后，起出馬達(dá)、萬向軸以及磨銑鉆頭，使用連續(xù)油管下入高壓軟管及噴嘴，噴嘴通過轉(zhuǎn)向器后，順利進(jìn)入已磨穿的孔眼內(nèi)，開泵，利用高壓水射流噴射破巖。同時，高壓軟管在噴嘴產(chǎn)生的自牽引力作用下向前運動，當(dāng)噴射井眼達(dá)到設(shè)計要求深度時，作業(yè)結(jié)束。
[0004]在水力噴射徑向鉆孔施工作業(yè)時，由于常用的套管開窗磨銑鉆頭是連接在萬向軸上的，萬向軸是柔性軸，磨銑鉆頭工作時徑向以及軸向的擺動較大，不能有效定心，工作條件惡劣，因而其鉆穿套管用時較長，效率不高。而且在鉆穿套管過程中，經(jīng)常發(fā)生鉆頭蹩停從而導(dǎo)致鉆頭切削刃崩裂以及鉆頭斷裂的情況。另外，現(xiàn)有技術(shù)對于判斷是否鉆穿套管沒有直觀的辦法，常依靠操作人的經(jīng)驗進(jìn)行主觀判斷，準(zhǔn)確性難以確定，對作業(yè)效率帶來較大影響。
[0005]中國專利披露了一種水力噴射徑向鉆孔套管開窗專用鉆頭(專利號201220264177.9)，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體靠近末端的外圓柱面上設(shè)有由易磨削材料制成的指示螺釘，所述指示螺釘突出鉆頭本體外圓柱面。其在鉆頭本體末端圓柱面上加裝了突出于本體外圓的指示銷釘，通過它來判斷開窗是否成功。采用此種結(jié)構(gòu)，在使用連續(xù)油管下入的過程中，指示銷釘容易被碰斷，導(dǎo)致無法對開窗成功進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的磨銑鉆頭磨銑效率不高、容易蹩停及斷裂的情況，以及套管開窗成功與否難以直觀判斷的不足，提供一種水力驅(qū)動的套管內(nèi)徑向鉆孔高壓旋轉(zhuǎn)磨頭。該磨頭不僅能提高套管開窗的效率，避免蹩停及斷裂，而且能直觀的判斷套管開窗是否成功；不僅能夠應(yīng)用于磨銑套管，而且可以用于噴射鉆進(jìn)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種水力驅(qū)動的套管內(nèi)徑向鉆孔高壓旋轉(zhuǎn)磨頭，包括下接頭、本體、芯部以及磨頭。其中:下接頭軸向設(shè)有內(nèi)腔，本體為筒狀體，下接頭與本體尾部連接；芯部設(shè)有軸向通孔，芯部中間段設(shè)有擴徑段，芯部設(shè)在本體內(nèi)，芯部擴徑段與套在外部的本體形成間隙配合，芯部的尾部與下接頭或本體的空腔構(gòu)成軸向密封滑動配合，芯部的端部從本體端部伸出后與磨頭連接，且芯部與本體的端部結(jié)合面密封配合；磨頭端部為圓錐形，磨頭與芯部連接處設(shè)有與芯部通孔貫通的內(nèi)腔，磨頭設(shè)有前、后方向的噴射孔，噴射孔與磨頭內(nèi)部的空腔連通；本體和芯部均設(shè)有徑向分布的直孔，本體直孔與本體內(nèi)腔連通，芯部直孔與芯部通孔連通。
[0008]上述方案還包括:本體由兩部分連接組成，在兩部分的結(jié)合處形成一道斜面，芯部擴徑段的前端面有斜面，與本體內(nèi)腔前端斜面配合。磨頭表面覆蓋硬質(zhì)合金、高速鋼或其他硬質(zhì)材料，磨頭上向后方向的噴射孔為多個，并采用偏心斜向分布。
[0009]采用本發(fā)明進(jìn)行徑向鉆孔套管開窗時，不需要使用萬向軸，使用高壓軟管連接下接頭即可。本發(fā)明作業(yè)時，不需使用萬向軸，因而沒有軸向的擺動，可以有效定心，切削更穩(wěn)定。同時沒有萬向軸，也就消除了因萬向軸磨損甚至斷裂而導(dǎo)致的切削效率降低，安全性差的問題。磨頭為錐形的結(jié)構(gòu)，相比普通鉆頭，其切削平穩(wěn)，不易磨損，效率高，可靠性好。
[0010]磨頭剛開始磨銑套管，磨銑出孔眼以及磨穿套管這一過程中，泵壓變化顯著且有規(guī)律，泵壓呈先不變，后顯著上升，再穩(wěn)定，最后顯著下降然后穩(wěn)定的趨勢，從而可以輕易判斷開窗成功。與常用的鉆穿顯示環(huán)、鉆穿顯示銷釘相比，判斷更加快速、準(zhǔn)確可靠，不會增加套管開窗作業(yè)的成本，簡便易行。
[0011]采用本發(fā)明用于噴射破巖時，使用高壓軟管連接下接頭，將磨頭下入，通過轉(zhuǎn)向器后，順利進(jìn)入已磨穿的孔眼內(nèi)，開泵，在水力的作用下，磨頭開始高速旋轉(zhuǎn)，向前的斜孔產(chǎn)生高壓水射流，對巖層進(jìn)行噴射，同時，磨頭在向后的斜孔產(chǎn)生的自牽引力作用下向前運動，當(dāng)噴射井眼達(dá)到設(shè)計要求深度時，作業(yè)結(jié)束。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的第一種實施例結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的第二種實施例結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖中1.下接頭，2.本體，3.芯部，4.磨頭，5.本體的直孔，6.芯部的直孔，7.前噴射孔，8.后噴射孔，9.本體前檔。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015]實施例1
如圖1所示為一種水力驅(qū)動的套管內(nèi)徑向鉆孔高壓旋轉(zhuǎn)磨頭，包括下接頭1、本體2、芯部3以及磨頭4四部分。本體2內(nèi)腔可以容納芯部3，本體2表面有徑向分布的直孔5與本體2內(nèi)腔相通，下接頭I與本體2通過螺紋連接在一起，下接頭I內(nèi)部有一個空腔，可以容納芯部3的尾部，芯部3可以在這個