[实用新型]自旋转喷射钻孔装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种煤层气开采的钻孔装置，尤其涉及一种自旋转喷射钻孔装置。

背景技术

煤层气的开发是以煤层气井的方式进行采掘，产气量的多少与产气面积有直接关系。现有采掘方式是钻井后采掘煤层气，产气面积仅仅是钻井孔圆周面积。为增加产气面积，需要在煤层气井套管上开孔(又称开窗)，然后以高压水或混砂液(可以是粉砂、石英砂、陶粒或其他种类的磨料)通过与连续油管连接的喷头对地层进行喷射，形成一定直径和深度的射孔孔径，实现煤层应力释放，提高煤层透气性及气体采收率。

目前，喷射钻孔主要有以下方式：(1)水力射孔：把通过连续油管与井上泵车相连接的喷头固定在套管的已开窗窗口处，泵车泵送高压液体经喷头的喷嘴喷出，利用高压射流的水力破岩作用，在套管外侧破碎岩石或在煤层中形成一定的孔径；但是，该水力射孔方式中喷嘴在井下不能径向移动延伸，喷射出的孔眼径向距离短，孔道尺寸形状不规则，喷射钻孔后达不到预期的增产增效的目的。(2)水力深穿透射孔：首先由冲孔控制阀控制冲孔机构以液力驱动的机械方式刺穿套管形成喷管进出的通道，然后再由喷射控制阀控制喷射送进系统沿此通道将带喷嘴的挠性喷管径向送入地层，由喷嘴喷出的高速射流钻透地层，该挠性喷管边送进边喷射，形成一定孔径、一定深度的径向水平孔；该方式喷射射孔成功率高，射孔深度和孔径都有所提高，但是，该方式目前主要应用于低孔、低渗、低丰度油气储层的射孔。除此之外，上述两种喷射钻孔方式都是利用高压水射流的破岩作用和准静压作用通过喷头或喷管喷射高压液体来钻孔的，因此，钻孔效率较低，孔径质量较差。

有鉴于此，本发明人凭借多年的相关设计和制造经验，提出一种自旋转喷射钻孔装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自旋转喷射钻孔装置，该装置能够提高钻孔效率和孔径质量，通过切割钻孔和喷射射孔双重作用，在煤层上形成一定直径和深度的射孔孔眼卸压条带，实现煤层应力释放，增加井筒与煤层接触面积，有效增加煤层气井产能，提高煤层气采收率。

本实用新型的目的是这样实现的，一种自旋转喷射钻孔装置，所述自旋转喷射钻孔装置包括一圆筒状壳体，该壳体后端设有一管状连接部；该壳体内能转动地设置一旋转体，该旋转体的外径与壳体的内径相应，该旋转体的前端沿其轴向设有一圆柱状延伸段，该延伸段伸出壳体前端并轴向固接一喷头；所述旋转体的外周面设有多条螺旋状的沟槽，旋转体上设有轴向贯通的通孔；所述喷头内设有由后向前设置的盲孔，所述盲孔与旋转体的通孔导通；所述喷头的前端表面设有多个与所述盲孔连通的喷射孔；喷头的前端表面上还固定设有割刀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述旋转体的后端与壳体后端内侧形成一容置空间。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述旋转体的延伸段外周面与壳体内壁之间设有轴承。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述轴承的外圈由一轴承座固定于壳体内壁。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述轴承座的后端设有位于延伸段外周面与壳体内壁之间的密封挡环。

在本实用新型的一较佳实施方式中，位于所述密封挡环和旋转体前端之间的壳体侧壁上周向设有多个透孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述轴承为带有密封圈的轴承。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述壳体前端设有壳体端盖。

由上所述，当高压液体由上述高压软管输送到所述容置空间后，一部分高压液体由所述通孔进入到喷头的盲孔中，再由与盲孔连通的多个喷射孔射出；另一部分高压液体进入到所述多条螺旋状的沟槽中，该部分高压液体的能量转换成转矩输出，驱动旋转体转动，进而带动与旋转体相接的带割刀的喷头进行旋转。如此，当利用上述自旋转喷射钻孔装置对煤层进行钻孔时，该装置能够提高钻孔效率和孔径质量，通过切割钻孔和喷射射孔双重作用，在煤层上形成一定直径和深度的射孔孔眼卸压条带，实现煤层应力释放，增加井筒与煤层接触面积，有效增加煤层气井产能，提高煤层气采收率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1：为本实用新型自旋转喷射钻孔装置的结构示意图。

图2：为本实用新型中旋转体的结构示意图。

图3：为本实用新型中带割刀喷头的结构示意图。

图4：为利用本实用新型自旋转喷射钻孔装置进行水平井喷射钻孔的示意图。

图5：为利用本实用新型自旋转喷射钻孔装置进行竖直井喷射钻孔的示意图。

具体实施方式