地浸工艺钻孔开窗切割刀具及开窗方法技术

地浸工艺钻孔开窗切割刀具及开窗方法，所述开窗切割刀具包括上接头、缸套、活塞、筒体、刀片、刀杆和复位弹簧；所述上接头与缸套的上端相连接，所述活塞安装在缸套内，所述活塞内设有节流水嘴，所述刀杆安装在缸套和筒体内，所述刀杆的一端与活塞相连接，另一端与刀片活动接触，所述刀杆内部设有导水槽，所述导水槽与节流水嘴相连通，所述复位弹簧安装在刀杆外，与缸套、活塞相连接，所述筒体与缸套下端相连接，所述刀片安装在筒体上。本发明专利技术还提供一种地浸工艺钻孔开窗方法。利用本发明专利技术，能实现对目标层局部切割，实现地浸采铀内置过滤器的安装与更换，减少后期运行洗井工作，延长地浸工艺钻孔服务年限。工艺钻孔服务年限。工艺钻孔服务年限。

【技术实现步骤摘要】
地浸工艺钻孔开窗切割刀具及开窗方法


[0001]本专利技术涉及地浸工艺钻孔开窗装置及开窗方法，具体涉及地浸工艺钻孔开窗切割刀具及开窗方法。

技术介绍

[0002]地浸工艺钻孔是地浸砂岩型铀矿山，进行金属开采的唯一通道。这个通道由上至下分别为套管、过滤器、沉砂管组成，是地表管线与含水层形成水力联系的工作通道，称为生产井。在钻孔施工过程中，需要在裸眼钻孔内壁与钻孔套管外壁之间的环形空间中，注满水泥浆进行固井密封。这样可以将采铀套管内部与地下各层水系之间完全隔断，矿层仅通过过滤器与套管内部，保持水力畅通，在返回地表，从而达到开采目的层金属的目的。
[0003]从2000年起，国内进行大量开采地浸砂岩型铀矿山，开创完善了填砾式钻孔结构，其经过不断的完善，截止目前为止依然是主流的钻孔结构之一。从2011年起，地浸矿山陆续开始进行可更换式内置过滤器钻孔结构，先将裸孔钻进完成，再将套管安装在矿层上部，逆向注浆后，再安装内置过滤器安装至矿层位置，进行矿层段开采，这种结构矿层及矿层下部与过滤器之间并未进行处理，处于原始地层状态，在成孔初期，地层稳定，沉沙较少，对水流及开采不受影响，但经过长时间的水流冲刷，地层不稳定，沉沙增加，对整个钻孔的运行将存在极大的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能解决地层不稳定，沉沙增加，对整个钻孔的运行造成影响的问题的地浸工艺钻孔开窗切割刀具及开窗方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术之地浸工艺钻孔开窗切割刀具，包括上接头、缸套、活塞、筒体、刀片、刀杆和复位弹簧；所述上接头与缸套的上端相连接，所述活塞安装在缸套内，所述活塞内设有节流水嘴，所述刀杆安装在缸套和筒体内，所述刀杆的一端与活塞相连接，另一端与刀片活动接触，所述刀杆内部设有导水槽，所述导水槽与节流水嘴相连通，所述复位弹簧安装在刀杆外，与缸套、活塞相连接，所述筒体与缸套下端相连接，所述刀片安装在筒体上。
[0006]进一步，所述上接头的一端设有内螺纹，用于连接钻杆，另一端设有外螺纹，用于连接缸套，所述上接头内部为孔结构，与缸套内部相连通。
[0007]进一步，所述缸套呈圆柱状，为中空结构，两端设有内连接螺纹。
[0008]进一步，所述活塞呈圆柱状，外径与缸套内径相同，密封接触。
[0009]进一步，所述节流水嘴呈锥型，设置在活塞的中心处，所述节流水嘴的中心设有水眼，与导水槽相连通。
[0010]进一步，所述筒体内空，便于刀片收回。
[0011]进一步，所述刀片通过旋转轴安装在筒体上，为对称结构。
[0012]技术原理：
将本专利技术与钻杆连接，下放至需要切割的位置，接通泵，泵水柱压力通过水眼后，就产生个水压差，水压通过活塞压缩复位弹簧，带动刀杆将刀片压离筒体，即打开刀片，即本专利技术利用水压控制刀片的开合，到水压达到一定力量后，刀片打开，当水压撤除后，刀片收回。
[0013]利用所述地浸工艺钻孔开窗切割刀具实施的开窗方法，是：在固井的水泥浆凝固后，可进行钻孔切割；将刀具连接钻杆，下放到设计的切割位置，打开地面的泵泵入水，开泵循环，逐渐加大排量，液体通过节流水嘴产生压力差，此压力差使活塞克服复位弹簧阻力向下运动，推动刀片向外旋转进入切削状态，此时刀片打开，开始切割工作，工作中保持压力不变，直至切割完成，减少水压，复位弹簧释放，刀杆带动刀片回收，提升钻杆，将整套刀具提出钻孔，完成切割。
[0014]技术原理：先将裸孔完成钻进，安装塑料套管至孔底附近，然后再注浆，将套管外与地层间的环形空间密封，稳定地层的同时切断管内与地层之间的水力联系，再根据设计要求，在矿层段进行开窗，即在矿层段将塑料套管与固化后的水泥固井环切穿，将矿层与塑料套管内联通，建立矿层与套管内的水力联系，而矿层底部仍有套管和水泥浆护壁，稳定地层。
[0015]本专利技术的有益效果是：实现对目标层局部切割，实现地浸采铀内置过滤器的安装与更换，减少后期运行洗井工作，延长地浸工艺钻孔服务年限。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例的左视图；图2 为图1所示实施例沿A
‑
A剖面图；图3 为图1所示实施例逆向旋转90
°
后的左视图；图4 为图3所示实施例沿F
‑
F剖面图；图中：1.上接头，2.缸套，3.活塞，4.节流水嘴，5.筒体，6.刀片，7.刀杆，8.复位弹簧，9.导水槽。
具体实施方式
[0017]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
实施例
[0018]参照图1～4，一种地浸工艺钻孔开窗切割刀具，包括上接头1、缸套2、活塞3、筒体5、刀片6、刀杆7和复位弹簧8；所述上接头1与缸套2的上端相连接，所述活塞3安装在缸套2内，所述活塞3内设有节流水嘴4，所述刀杆7安装在缸套2和筒体5内，所述刀杆7的一端与活塞3装配连接，另一端与刀片6活动接触，所述刀杆7内部设有导水槽9，所述导水槽9与节流水嘴4相连通，所述复位弹簧8安装在刀杆7外，与缸套2、活塞3相接触，所述筒体5与缸套2下端相连接，所述刀片6安装在筒体5上。
[0019]本实施例中，所述上接头1的一端设有内螺纹，用于连接钻杆，另一端设有外螺纹，
用于连接缸套2，所述上接头1内部为孔结构，与缸套2内部相连通。
[0020]本实施例中，所述缸套2呈圆柱状，为中空结构，两端设有内连接螺纹。
[0021]本实施例中，所述活塞3呈圆柱状，外径与缸套2内径相同，密封接触。
[0022]本实施例中，所述节流水嘴4呈锥型，设置在活塞3的中心处，所述节流水嘴4的中心设有水眼，与导水槽9相连通。
[0023]本实施例中，所述筒体5内空，便于刀片6收回。
[0024]本实施例中，所述刀片6通过旋转轴安装在筒体5上，为对称结构。
[0025]利用所述地浸工艺钻孔开窗切割刀具实施的开窗方法，是：在固井的水泥浆凝固后，可进行钻孔切割；将刀具连接钻杆，下放到设计的切割位置（矿层段），打开地面的泵泵入水，开泵循环，逐渐加大排量，液体通过节流水嘴4产生压力差，此压力差使活塞3克服复位弹簧8阻力向下运动，推动刀片6向外旋转进入切削状态，此时刀片6打开，开始切割工作，工作中保持压力不变，直至切割完成，减少水压，复位弹簧8释放，刀杆7带动刀片6回收，提升钻杆，将整套刀具提出钻孔，完成切割。
[0026]本实施例的刀具整体长1200mm，直径110mm；刀片6长240mm，展开直径为340mm，采用PDC合金材质，硬度7
‑
8；节流水嘴4上部直径65mm，导水槽9为直径20mm；刀杆7长度400mm；复位弹簧8长度80mm，直径6mm。
[0027]在实际生产中，钻孔裸孔直径215mm，安装152mm的塑料套管，充填固井液固井。候凝72小时后进行切割工艺。
[0028]施工时，上接头1通过NC26的丝扣与直径为60mm钻杆连接，随着钻杆下放到设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地浸工艺钻孔开窗切割刀具，其特征在于：包括上接头、缸套、活塞、筒体、刀片、刀杆和复位弹簧；所述上接头与缸套的上端相连接，所述活塞安装在缸套内，所述活塞内设有节流水嘴，所述刀杆安装在缸套和筒体内，所述刀杆的一端与活塞相连接，另一端与刀片活动接触，所述刀杆内部设有导水槽，所述导水槽与节流水嘴相连通，所述复位弹簧安装在刀杆外，与缸套、活塞相连接，所述筒体与缸套下端相连接，所述刀片安装在筒体上。2.根据权利要求1所述的地浸工艺钻孔开窗切割刀具，其特征在于：所述上接头的一端设有内螺纹，用于连接钻杆，另一端设有外螺纹，用于连接缸套，所述上接头内部为孔结构，与缸套内部相连通。3.根据权利要求1或2所述的地浸工艺钻孔开窗切割刀具，其特征在于：所述缸套呈圆柱状，为中空结构，两端设有内连接螺纹。4.根据权利要求1或2所述的地浸工艺钻孔开窗切割刀具，其特征在于：所述活塞呈圆柱状，外径与缸套内径相同，密封接触。5.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵肖芒，杨俊，陈刚，
申请(专利权)人：湖南中核勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：