一种旋转自进式喷头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转自进式喷头，主要包括喷头本体、涡轮和旋转喷头体三部分组成,喷头本体由螺纹、后向喷嘴、导流口、中心轴、轴承槽组成；涡轮由叶片、涡轮壳、键槽组成；旋转喷头体由中心孔、前向喷嘴、旋转喷头体外壳、轴承槽组成。所述喷头本体末端开设有螺纹，且在螺纹上方固定有后向喷嘴；所述喷头本体内加工有导流口。本实用新型专利技术通过前向喷嘴按一定方位角度在喷头体上开设，能够使得喷头体在高压水射流的作用下绕自身旋转，有利于提高破岩孔眼圆整性，增强扩孔能力，同时将原来为阻力的反喷力转化为有效提升射流喷头自进力的手段。另外，射流喷头旋转后，能够提高喷头稳定性，保证钻进轨迹平直。证钻进轨迹平直。证钻进轨迹平直。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转自进式喷头


[0001]本技术涉及钻井工具
，具体为一种旋转自进式喷头。

技术介绍

[0002]我国煤层气、页岩气、致密砂岩油气等非常规油气资源丰富，发展前景良好。非常规油气资源开发已列入国家“十二五”重要发展规划。利用水射流破岩钻径向水平井是沿井眼半径方向钻出一个或多个辐射状分布的微小井眼，充分发挥高压水射流的特点，对于改善油气藏压力分布、提高油气采收率和单井产量具有其他技术无法比拟的作用。水力喷射径向侧钻微小井眼技术是近年发展起来的具有鲜明技术特点的新方法，在非常规油气资源开采中具有广阔发展应用潜力。该技术主要分两步进行，第一步用油管下入转向器到预定井深固定，然后用连续管下入小尺寸井底动力钻具，带万向节的机械喷头通过转向器在套管开出一个直径20～30mm的圆形窗口，提出钻具；第二步通过高压软管和连续管下入射流喷头，通过转向器和已钻套管窗口，利用射流破岩作用在地层中钻进。但该技术目前仍存在许多问题亟待解决，其中重点需要解决的关键技术问题包括：(1)现有射流喷头扩孔能力不强或破岩孔眼不光滑，圆整性差；(2)射流喷头自进力不足，导致无法钻达预定位置；(3)水力喷射软管钻进轨迹弯曲，难以控制。
[0003]针对水力喷射径向侧钻微小井眼技术存在的射流喷头扩孔能力不强，破岩孔眼光滑圆整性差，射流喷头自进力不足，水力喷射软管轨迹弯曲等问题，设计一种高性能的射流喷头是解决方法之一。目前国内外已有几类射流喷头设计方案，但通过室内试验及现场应用发现，这些喷头均无法彻底解决以上关键问题，存在或扩孔能力不足，或破岩孔眼光滑性差，或整体装置长度和直径较大，无法通过转向器，或在复杂地层易遇卡、遇阻等缺点。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种旋转自进式喷头，解决了
技术介绍
中所提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种旋转自进式喷头，主要包括喷头本体、涡轮和旋转喷头体三部分组成,喷头本体由螺纹、后向喷嘴、导流口、中心轴、轴承槽组成；涡轮由叶片、涡轮壳、键槽组成；旋转喷头体由中心孔、前向喷嘴、旋转喷头体外壳、轴承槽组成；所述喷头本体末端开设有螺纹，且在螺纹上方固定有后向喷嘴；所述喷头本体内加工有导流口，且导流口上方加工有中心轴，所述导流口周围开设有轴承槽；所述涡轮中心为中空圆柱，且涡轮壳上加工有键槽；所述旋转喷头体加工有前向喷嘴和中心孔，且中心孔周围开设有轴承槽；所述喷头本体的中心轴穿过涡轮中心和旋转喷头体的中心孔，且利用螺母进行固定；所述涡轮由键槽和旋转喷头体组装；且旋转喷头体和喷头本体及螺母用轴承进行连接。
[0006]作为本技术的一种优选实施方式，所述喷头本体中开设有四个导流口，所述的导流口下方设置六个后向喷嘴，且喷射角度为20
°‑
40
°
，并在旋转喷头体外壳周边均匀分
布，所述后向喷嘴的出水口均位于旋转喷头体外壳的同一横截面上，所述中心轴安装在导流口中心上；所述导流口侧面固定有轴承。
[0007]作为本技术的一种优选实施方式，所述涡轮内穿过中心轴，所述涡轮中心外槽利用键槽和旋转喷头体相连接。
[0008]作为本技术的一种优选实施方式，所述旋转喷头体外侧安装有涡轮。
[0009]作为本技术的一种优选实施方式，所述前向喷嘴共设置为四个，且前向喷嘴的开设方位确定如下：以中心喷嘴的轴线为基准，先偏转一定角度，此角度大小设定为α，此时的位置定义为虚线一，并将虚线一与中心喷嘴的轴线所处的平面定义为平面一，将与平面一垂直且交线为虚线一的平面定义为平面二，然后将虚线一在平面二内再偏转一定的角度，此角度大小设定为β，偏转后的位置定义为虚线二，前向喷嘴沿虚线二或平行于虚线二的方位在半球体上开设；所述α为15～50
°
，所述β为15～50
°
；多个所述前向喷嘴的开设方位确定时，虚线一在设定的平面二内均朝向同一侧偏转。
[0010]作为本技术的一种优选实施方式，所述旋转喷头体底部通过轴承和喷头本体相连，所述旋转喷头体前端通过螺母和轴承安装固定。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0012]1.本技术通过前向喷嘴按一定方位角度在喷头体上开设，能够使得喷头体在高压水射流的作用下绕自身旋转，有利于提高破岩孔眼圆整性，增强扩孔能力，同时将原来为阻力的反喷力转化为有效提升射流喷头自进力的手段。另外，射流喷头旋转后，能够提高喷头稳定性，保证钻进轨迹平直。
[0013]2.本技术通过射流喷头旋转后，使前向喷嘴间歇性冲击岩石，具有脉冲射流特性，可以提高破岩速度。
[0014]3.本技术结构相对简单，应用前景广阔。
附图说明
[0015]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0016]图1为本技术一种旋转自进式喷头的整体剖面图；
[0017]图2为本技术一种旋转自进式喷头的喷头本体剖面图；
[0018]图3为本技术一种旋转自进式喷头的旋转喷头体剖面图；
[0019]图4为本技术一种旋转自进式喷头的涡轮三维图；
[0020]图5为本技术一种旋转自进式喷头的喷头本体三维图；
[0021]图6为本技术一种旋转自进式喷头的转喷头体三维图。
[0022]图中：1.喷头本体；2.涡轮；3.旋转喷头体；4.螺母；5.轴承；6.螺纹；7.后向喷嘴；8.轴承槽；9.导流口；10.中心轴；11.旋转喷头体外壳； 12.前向喷嘴；13.中心孔；21.叶片；22.涡轮壳；23.键槽。
具体实施方式
[0023]为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。
[0024]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0026]请参阅图1
‑
6，本技术提供一种技术方案：一种旋转自进式喷头，主要包括喷头本体1、涡轮2和旋转喷头体3三部分组成,喷头本体1由螺纹 6、后向喷嘴7、导流口9、中心轴10、轴承槽8组成；涡轮2由叶片21、涡轮壳22、键槽23组成；旋转喷头体3由中心孔13、前向喷嘴12、旋转喷头体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转自进式喷头，其特征在于：主要包括喷头本体(1)、涡轮(2)和旋转喷头体(3)三部分组成,喷头本体(1)由螺纹(6)、后向喷嘴(7)、导流口(9)、中心轴(10)、轴承槽(8)组成；涡轮(2)由叶片(21)、涡轮壳(22)、键槽(23)组成；旋转喷头体(3)由中心孔(13)、前向喷嘴(12)、旋转喷头体外壳(11)、轴承槽(8)组成；所述喷头本体(1)末端开设有螺纹(6)，且在螺纹(6)上方固定有后向喷嘴(7)；所述喷头本体(1)内加工有导流口(9)，且导流口(9)上方加工有中心轴(10)，所述导流口(9)周围开设有轴承槽(8)；所述涡轮(2)中心为中空圆柱，且涡轮壳(22)上加工有键槽(23)；所述旋转喷头体(3)外侧设置有前向喷嘴(12)和中心孔(13)，且中心孔(13)周围开设有轴承槽(8)；所述喷头本体(1)的中心轴(10)穿过涡轮(2)中心和旋转喷头体(3)的中心孔，且利用螺母(4)进行固定；所述涡轮(2)由键槽(23)和旋转喷头体(3)组装；且旋转喷头体(3)和喷头本体(1)及螺母(4)用轴承(5)进行连接。2.根据权利要求1所述的一种旋转自进式喷头，其特征在于：所述喷头本体(1)中开设有四个导流口(9)，所述的导流口(9)下方设置六个后向喷嘴(7)，且喷射角度为20
°‑
40
°
，并在旋转喷头体外壳(11)周边均匀分布，所述后...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柳茹，王国华，武茂霞，何文林，魏长江，袁江华，严巨熙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：