煤层气自旋转水力射流造穴工具的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及石油钻探领域，特别是涉及一种适用于煤层气水平井扩眼造穴的煤层气自旋转水力射流造穴工具。
【背景技术】
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[0002]我国拥有丰富的煤层气资源，但大多数属于低孔、低渗储层，利用常规的水平井技术进行地面排采，普遍存在单井产气量低、开发效果差等问题。目前，国外提高煤层气水平井产量的主要途径是采用水力压裂技术，国内也采用过水力压裂的方法来提高煤层的渗透性，但总体效果并不理想，因此转而采用完井后下入筛管的方法来提高煤层气水平井完井成功率，增加煤层气产量。在筛管内对煤层水平段进行造穴可以获得和扩大水平段卸压通道、有效增加卸压空间、增大煤层气渗流面积。但是一般的水力射流造穴工具需要借助旋转钻具，钻具在筛管内长时间旋转作业容易导致筛管磨损变形，甚至断裂，造成复杂事故。因此有必要提供一种新型水力射流造穴工具，以避免作业过程中对筛管造成的损坏，断裂。
【发明内容】
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[0003]本实用新型的目的是提供一种煤层气自旋转水力射流造穴工具，该工具作业时无需借助旋转钻具，有效避免了因钻具在筛管内长时间旋转作业而导致的筛管损坏、断裂。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]所述煤层气自旋转水力射流造穴工具包括:本体、端盖、铜套、旋转轴以及旋转射流短节。所述端盖连接在本体下端，端盖下方依次为铜套和旋转射流短节；所述旋转轴的上端套装在本体内，下端穿过端盖和铜套，与所述旋转射流短节连接；所述旋转轴和旋转射流短节的内部中央由通孔贯通，流体可由本体上端的入口进入所述通孔；所述本体内部的旋转轴外周面上从上到下依次安装有推力球轴承、深沟球轴承A以及深沟球轴承B，所述推力球轴承与深沟球轴承A间由挡环隔开，3个轴承的作用在于减少旋转轴旋转时与本体内部产生的摩擦阻力。所述推力球轴承上方的旋转轴外周面上还设有两道O型密封圈以及挡圈。所述旋转射流短节下部设有一对与所述通孔相连通的偏心水眼，内部分别装有喷嘴A和喷嘴B，当流体由所述通孔流经偏心水眼时产生旋转扭矩，从而推动旋转射流短节转动，同时流体以射流形式从所述喷嘴A和喷嘴B中喷出。另外，所述喷嘴A和喷嘴B的顶部均设有卡簧，以便于两个喷嘴的拆装及固定。
[0006]为了使所述煤层气自旋转水力射流造穴工具在作业时具有更好的整体密封性，位于所述端盖和旋转射流短节内部的旋转轴外周面上均设有O型密封圈，所述喷嘴A和喷嘴B外周面上也设有O型密封圈。
[0007]另外，位于所述旋转射流短节底部的通孔内可增设喷嘴C，以利于冲洗井筒煤肩以及循环钻井液辅助携岩。与喷嘴A或喷嘴B相同，所述喷嘴C的外周面上也设有O型密封圈，顶部设有卡簧。此外，两个所述偏心水眼也可以相对于水平面向上形成一定的角度，以利于携岩。
[0008]另外，为了保证部件间的连接紧密牢固，且同时易于拆卸，所述本体和端盖、旋转轴和旋转射流短节间均采用螺纹连接方式，具体地，所述端盖顶部伸入本体下端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉A固定；所述旋转轴插入旋转射流短节的上端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉B固定。
[0009]本实用新型通过在所述旋转射流短节下部设置一对偏心水眼，由于在所述旋转射流短节的横剖面上，两个所述偏心水眼的中轴线投影相互平行且相对于旋转射流短节的轴心保持一定的偏心距，使得当流体由所述通孔流经偏心水眼时产生旋转扭矩，从而推动旋转射流短节转动，同时流体以射流形式从所述偏心水眼中的喷嘴喷出。本实用新型在作业过程中，所述旋转射流短节的转动无需借助旋转钻具，从而有效避免了因钻具在筛管内长时间旋转作业而导致的筛管损坏、断裂以及随之引发的复杂施工事故。
【附图说明】
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[0010]图1是本实用新型煤层气自旋转水力射流造穴工具的结构示意图；
[0011]图2是所述旋转射流短节横剖面上所述偏心水眼的位置结构示意图。
【具体实施方式】
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[0012]下面结合附图对本实用新型进行具体描述。本实用新型所述的煤层气自旋转水力射流造穴工具包括:本体1、端盖2、铜套3、旋转轴4以及旋转射流短节5。所述端盖2连接在本体I下端，端盖2下方依次为铜套3和旋转射流短节5 ;所述旋转轴4的上端套装在本体I内，下端穿过端盖2和铜套3，与所述旋转射流短节5连接；所述旋转轴4和旋转射流短节5的内部中央由通孔6贯通，流体可由本体I上端的入口进入所述通孔6 ;所述本体I内部的旋转轴4外周面上从上到下依次安装有推力球轴承7、深沟球轴承AS以及深沟球轴承B9，所述推力球轴承7与深沟球轴承AS间由挡环10隔开，3个轴承的作用在于减少旋转轴4旋转时与本体I内部产生的摩擦阻力。所述推力球轴承7上方的旋转轴4外周面上还设有两道O型密封圈11以及挡圈12。所述旋转射流短节5的下部设有一对与所述通孔6相连通的偏心水眼，内部分别装有喷嘴A13和喷嘴B14 ;具体结构如图2所示，在所述旋转射流短节5的横剖面上，两个所述偏心水眼的中轴线投影相互平行且相对于旋转射流短节5的轴心保持一定的偏心距，使得当钻井液由所述通孔6流经偏心水眼时产生旋转扭矩，从而推动旋转射流短节5转动，同时流体以射流形式从所述喷嘴A13和喷嘴B14中喷出。另夕卜，所述喷嘴A13和喷嘴B14的顶部均设有卡簧16，以便于两个喷嘴的拆装及固定；位于所述旋转射流短节5底部的通孔6内装有喷嘴C15，以利于冲洗井筒煤肩以及循环钻井液辅助携岩。所述喷嘴C15的顶部同样设有卡簧16，以便于喷嘴的拆装及固定。
[0013]两个所述偏心水眼相对于水平面向上成10°角，以利于携岩。
[0014]位于所述端盖2和旋转射流短节5内部的旋转轴4外周面上均设有O型密封圈11，所述喷嘴A13、喷嘴B14和喷嘴C15外周面上也设有O型密封圈11，以保证工具在作业时具有良好的整体密封性。
[0015]所述端盖2顶部伸入本体I下端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉A17固定；所述旋转轴4插入旋转射流短节5的上端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉B18固定。采用以螺纹连接及止退销钉固定方式保证了部件间连接的紧密牢固。
[0016]上述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构及连接设置等都可以有所变化，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1.一种煤层气自旋转水力射流造穴工具，其特征在于包括:本体(1)、端盖(2)、铜套(3)、旋转轴(4)以及旋转射流短节(5);所述端盖(2)连接在本体(I)下端，端盖(2)下方依次为铜套(3)和旋转射流短节(5);所述旋转轴(4)的上端套装在本体(I)内，下端穿过端盖(2)和铜套(3)，与所述旋转射流短节(5)连接；所述旋转轴(4)和旋转射流短节(5)的内部中央由通孔(6)贯通；所述本体(I)内部的旋转轴(4)外周面上从上到下依次安装有推力球轴承(7)、深沟球轴承A(S)以及深沟球轴承B(9)，所述推力球轴承(7)与深沟球轴承A(S)间由挡环(10)隔开；推力球轴承(7)上方的旋转轴(4)外周面上还设有两道O型密封圈(11)以及挡圈(12);所述旋转射流短节(5)的下部设有一对与通孔(6)相连通的偏心水眼，内部分别装有喷嘴A(13)和喷嘴B(14);喷嘴A(13)和喷嘴B(14)的顶部均设有卡簧(16) ο2.根据权利要求1所述的煤层气自旋转水力射流造穴工具，其特征在于:位于所述端盖(2)和旋转射流短节(5)内部的旋转轴(4)外周面上均设有O型密封圈(11);所述喷嘴A (13)和喷嘴B (14)的外周面上均设有O型密封圈(11)。3.根据权利要求1或2所述的煤层气自旋转水力射流造穴工具，其特征在于:位于所述旋转射流短节(5)底部的通孔￠)内装有喷嘴C (15);所述喷嘴C (15)的外周面上设有O型密封圈(11)，顶部设有卡簧(16)。4.根据权利要求3所述的煤层气自旋转水力射流造穴工具，其特征在于:两个所述偏心水眼相对于水平面向上形成一定的角度。5.根据权利要求3所述的煤层气自旋转水力射流造穴工具，其特征在于:所述端盖(2)顶部伸入本体(I)下端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉A(17)固定；所述旋转轴(4)插入旋转射流短节(5)的上端并通过螺纹相连接，连接处由止退销钉B(IS)固定。
【专利摘要】本实用新型提供了一种煤层气自旋转水力射流造穴工具，包括：本体、端盖、铜套、旋转轴以及旋转射流短节。所述旋转轴的上端套装在本体内，下端穿过端盖和铜套，与所述旋转射流短节连接。所述旋转射流短节下部设有一对与内部通孔相联通的偏心水眼，内部均装有喷嘴，当流体由通孔流经偏心水眼时产生旋转扭矩，从而推动旋转射流短节转动，同时流体以射流形式从所述喷嘴喷出。所述旋转射流短节的转动无需借助旋转钻具，从而有效避免了因钻具在筛管内长时间旋转作业而导致的筛管损坏、断裂以及随之引发的复杂施工事故。
【IPC分类】E21B43/114
【公开号】CN204663503
【申请号】CN201520366902
【发明人】于怀彬, 蒋海涛, 孟振期, 倪元勇, 高森, 郭超
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月1日