[发明专利]磨料射流开窗装置及方法

说明书

本申请公开一种磨料射流开窗装置及方法，磨料射流由钻井液和磨料颗粒混合而成，该装置包括：筒体，筒体具有上下两端和侧壁；用于传输钻井液的管体；用于喷射钻井液的喷射头，喷射头连接于管体的下端；至少部分设于筒体内的转向器，转向器内设有用于容纳管体的轨道，轨道的出口朝向筒体的侧壁；转向器外壁、筒体内壁和筒体两端形成用于容纳磨料颗粒的第一容纳腔；轨道的出口通入第一容纳腔；第一容纳腔允许钻井液从第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许磨料颗粒从第一容纳腔的上下两端向外流出。本申请所提供的磨料射流开窗装置及方法，结构简单，成本低，工作效率高，能将磨料颗粒设置在管体外，有利于增加管体和喷射头的工作寿命。

技术领域

本申请涉及磨料射流技术领域，尤其涉及一种磨料射流开窗装置及方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

钻取径向井是指在已有井眼中钻出一个或多个径向分支井眼的过程。钻取径向井常应用于老井改造，是油田提高采收率的有效手段。

钻取径向井时，需要在连续油管柱下方连接径向井开窗及钻进工具，通过钻头钻铣或者高压水射流切割等方式对井壁套管开窗，以沟通地层，并继续钻进形成径向的分支井眼。其中，“开窗”是指对原有套管切割出孔眼，使内部工具沟通地层的过程，是钻取径向井的重要环节。

磨料射流切割技术是指通过在高压水射流内部添加固体颗粒，在管道内加速并通过喷嘴喷出，最终冲击到套管上，实现对套管的切削。由于磨料射流切割效率远高于钻头钻铣，开窗时优选磨料射流切割技术。然而现有技术中利用磨料射流切割技术开窗时还存在一些问题：

1、作业时利用地面设备通过高压软管向井下注入磨料砂浆，而高压软管的直径通常不超过1寸，磨料砂浆会对高压软管造成严重磨损，同时高压软管会产生较大的摩阻；

2、喷射头水眼的直径约为1mm，容易被磨料堵塞，且喷射头磨损较快；

3、现有磨料射流开窗装置的工作稳定性差，地面配套设备成本高，这些问题也导致其无法实现大规模工业化应用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请的目的是提供一种磨料射流开窗装置及方法，以能够至少解决以上问题之一。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种磨料射流开窗装置，该装置用于利用磨料射流在油井套管上开窗，所述磨料射流由钻井液和磨料颗粒混合而成，所述磨料射流开窗装置包括：

筒体，所述筒体具有上下两端和侧壁；

用于传输所述钻井液的管体；

用于喷射所述钻井液的喷射头，所述喷射头连接于所述管体的下端；

至少部分设于所述筒体内的转向器，所述转向器内设有用于容纳所述管体的轨道，所述轨道的出口朝向所述筒体的侧壁；

所述转向器外壁、所述筒体内壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第一容纳腔；所述轨道的出口通入所述第一容纳腔；所述第一容纳腔允许所述钻井液从所述第一容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第一容纳腔的上下两端向外流出。

作为一种优选的实施方式，所述油井套管内壁、所述筒体外壁和所述筒体两端形成用于容纳所述磨料颗粒的第二容纳腔；所述第二容纳腔允许所述钻井液从所述第二容纳腔的至少一端向外流出，且不允许所述磨料颗粒从所述第二容纳腔的上下两端向外流出。

作为一种优选的实施方式，所述磨料射流开窗装置还包括设置于所述筒体两端的滤网，所述筒体的直径小于所述油井套管的内径，所述滤网的直径在所述油井套管的内径以上，所述滤网形成所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的上下两端。