一种用于VSP激发井的通井钻头制造技术

本实用新型专利技术为一种用于VSP激发井的通井钻头，其包括芯杆（1）、垫片（2）以及螺旋体套件（3）；芯杆（1）一端设置有锥形钻头，另一端与通井杆相连接；垫片（2）以及螺旋体套件（3）分别套接固定在芯杆（1）侧壁上，且螺旋体套件（3）上端与垫片（2）固定连接；螺旋体套件（3）包括套管（3-1）和一组螺旋叶片（3-2）；套管（3-1）活动设置在芯杆（1）侧壁上，一组螺旋叶片（3-2）沿周向分布在套管（3-1）侧壁上；本实用新型专利技术通过在通井杆头上加接通井钻头，使其在通井过程中能够有效搅动、切碎堵塞物，完成通井，提高了通井的成功率和VSP采集施工的效率，更好的达到环境保护目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种石油物探钻井设备，具体涉及一种用于VSP激发井的通井钻头。
技术介绍
VSP是垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile)的简称，其是一种井中地震观测技术。VSP技术提供了地下地层结构和地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型。近年来，随着人们的环保意识不断增强，同时为了节省打井的人力和器械资源，在VSP采集施工过程中，采用一口井内进行多次放炮、激发的形式进行施工，有效的减少了施工场地面积，保护了环境。但由于炸药在井中完全爆炸时，产生的气流沿着井壁向上冲出的时候，会将井壁上的泥土冲塌，而堵塞住炮井，在进行下一次放炮时，使下放的震源药柱不能放置到设定的深度范围，使得该炮井不能重复使用。因此在一炮放完以后，必须进行通井，将炮井完全整理通顺，使震源药柱能下放到指定的深度点。现有的通井工作中，普遍采用金属杆或是硬质的塑料杆，通过手动往复冲压来捅开堵塞的泥块，但在堵塞物较大的情况下，现有的通井杆几乎无法将激发井整理通顺，造成激发井的工作效率偏低。
技术实现思路
为了解决现有技术中的通井杆的通井效率偏低的问题，本技术提供了一种用于VSP激发井的通井钻头，其通过将一段通井钻头加设在通井杆一端，大大提升了通井的效率。本技术的设计思路为，一种用于VSP激发井的通井钻头，其包括芯杆1、垫片2以及螺旋体套件3 ;所述芯杆I 一端设置有锥形钻头，另一端与通井杆相连接；所述垫片2以及所述螺旋体套件3分别套接固定在所述芯杆I侧壁上，且所述螺旋体套件3上端与所述垫片2固定连接；所述螺旋体套件3包括套管3-1和一组螺旋叶片3-2 ;所述套管3-1活动设置在所述芯杆I侧壁上，一组所述螺旋叶片3-2沿周向分布在所述套管3-1侧壁上。所述螺旋体套件3中，所述螺旋叶片3-2的数量为3 5片，所述螺旋叶片3_2的螺旋角度范围为0 90度。若螺旋角度过小，则螺旋叶片3-2不能起到搅动、切碎阻碍物的作用；若螺旋角度过大，则通井钻头只有在受到很大的作用力情况下，才能起到作用，而在野外仅仅是受到人工的短暂作用力时，不能起到通井的作用；综合考虑以上因素后，将螺旋角度的范围设定在0 90度，此时通井钻头，在任意两个螺旋叶片3-2之间既有一个无阻挡的直通部分，又给螺旋叶片3-2产生一个角度的空间，因而该螺旋叶片3-2在疏通较小和疏松的阻碍物时，能无阻碍的通过其直通部分，比较顺利的成功通井；在疏通较大的阻碍物时，能够起到搅动、切碎阻碍物的作用。在具体实施中，所述螺旋叶片3-2的数量为3片，所述螺旋叶片3-2的轴向长度等于所述芯杆I的侧壁长度，所述螺旋叶片3-2的螺旋角度为60度。所述螺旋体套件3围绕芯杆I的中心轴线旋转，所述螺旋叶片3-2外缘的运行轨迹为圆形，所述螺旋叶片3-2的旋转直径与震源药柱直径相匹配。在具体实施中，所述螺旋叶片3-2的旋转直径为60mm。所述芯杆I 一端设有外螺纹；所述垫片2与所述芯杆I之间通过螺纹连接固定，且所述芯杆I与所述通井杆之间通过螺纹连接固定。在连接芯杆I与通井杆时，由于所述螺旋体套件3套接在芯杆I侧壁上，人工无法直接把握住芯杆I的主体部分，使得芯杆I与通井杆的螺纹无法完全连接牢靠。因此，所述通井钻头还包括一组定位孔4 ;一组所述定位孔4设置在所述芯杆I侧壁以及所述套管3-1侧壁上，且所述芯杆I侧壁的定位孔4与所述套管3-1侧壁的定位孔4对齐。在安装过程中，一组所述定位孔4中贯穿设置有阻挡件，使通井钻头整体固定，以便于将芯杆I与通井杆连接固定。在具体实施中，将连接有通井钻头的通井杆，沿着被激发过的激发井孔向下进行通井工作，若井内的堵塞物较小，则其很容易被通井钻头戳通，从而顺利通井；若井内的堵塞物较大，通井钻头在戳进堵塞物时，同时受到由通井杆的向下作用力和前端堵塞物形成的阻力，从而使螺旋叶片3-2发生旋转，进而搅动、切碎所遇到的堵塞物，如此反复操作，完成通井。由于螺旋叶片3-2的作用，使通开的井径与震源药柱的直径相匹配，以便于重复下入震源药柱。如图1所示的某VSP采集施工时激发炮阵的设计示意图，Al A200表示炮井数量，实际激发工作量约为200炮，打井近200 口，炮群呈矩型分布，炮井纵横向间距为4-5米，炮井深度不小于10米，采取的作业形式是非零偏观测方法。如图2所示的炮群设计，虽然只有21个炮井，但在一个炮井中进行了 10次左右的激发，同样实现了图1所示的激发工作量。本技术通过在通井杆头上加接通井钻头，其带来的优势是:I)若堵塞物较小，通井的过程，比现有的通井杆更快捷，通井效率更高；若堵塞物较大，现有的通井杆几乎无法完成通井，而使用本技术的通井钻头能够顺利完成通井工作，提高了通井的成功率和VSP采集施工的效率，更好的达到环境保护目的。2)采用本技术的通井钻头，可以直接实现通井井径与震源药柱直径相匹配，更利于后续下放震源药柱。附图说明图1为VSP数据采集非零偏激发炮阵示意图；图2为单炮井多次激发的VSP数据采集非零偏激发炮群示意图；图3为本技术的通井钻头的结构示意图；图4为本技术中芯杆的结构示意图；图5a为本技术中螺旋体套件的结构示意图；图5b为图5a的俯视图；图6为本技术中垫片的结构示意图；附图编号说明:1-芯杆；2_垫片；3_螺旋体套件；3_1套管；3_2螺旋叶片；4_定位孔；以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地说明，本技术的保护范围不局限于下述的具体实施方式。具体实施方式如图3、图4、图5a、图5b、图6所示，一种用于VSP激发井的通井钻头，其包括芯杆1、垫片2以及螺旋体3。芯杆I 一端设置有锥形钻头，另一端与通井杆相连接；垫片2以及螺旋体套件3分别套接固定在芯杆I侧壁上，垫片2下端紧压住螺旋体套件3。螺旋体套件3包括套管3-1和3片螺旋叶片3-2 ;套管3_1套接在芯杆I侧壁上，3片螺旋叶片3-2沿周向均匀分布在套管3-1侧壁上。螺旋体套件3围绕芯杆I的中心轴线旋转，螺旋叶片3-2外缘的运行轨迹为圆形，螺旋叶片3-2的旋转直径为60mm，并与震源药柱的直径相匹配。螺旋叶片3-2的轴向长度等于芯杆I的侧壁长度，螺旋式叶片的螺旋角度为60度。芯杆I 一端设有外螺纹，垫片2与芯杆I的外螺纹固定连接，且芯杆I的外螺纹与通井杆固定连接。通井钻头还包括一组定位孔4 ;一组定位孔4设置在芯杆I侧壁以及套管3-1侧壁上，且芯杆I侧壁的定位孔4与套管3-1侧壁的定位孔4对齐；在连接芯杆I与通井杆时，在一组定位孔4中贯穿设置阻挡件，使通井钻头整体固定，以便于将芯杆I与通井杆连接固定。上述技术方案只是本技术的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本技术公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本技术上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于VSP激发井的通井钻头，其特征在于：所述通井钻头包括芯杆（1）、垫片（2）以及螺旋体套件（3）；所述芯杆（1）一端设置有锥形钻头，另一端与通井杆相连接；所述垫片（2）以及所述螺旋体套件（3）分别套接固定在所述芯杆（1）侧壁上，且所述螺旋体套件（3）上端与所述垫片（2）固定连接；所述螺旋体套件（3）包括套管（3‑1）和一组螺旋叶片（3‑2）；所述套管（3‑1）活动设置在所述芯杆（1）侧壁上，一组所述螺旋叶片（3‑2）沿周向分布在所述套管（3‑1）侧壁上。

【技术特征摘要】
1.一种用于VSP激发井的通井钻头，其特征在于: 所述通井钻头包括芯杆(I)、垫片(2)以及螺旋体套件(3);所述芯杆(I) 一端设置有锥形钻头，另一端与通井杆相连接；所述垫片(2)以及所述螺旋体套件(3)分别套接固定在所述芯杆(I)侧壁上，且所述螺旋体套件(3)上端与所述垫片(2)固定连接； 所述螺旋体套件(3)包括套管(3-1)和一组螺旋叶片(3-2);所述套管(3-1)活动设置在所述芯杆(I)侧壁上，一组所述螺旋叶片(3-2)沿周向分布在所述套管(3-1)侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种用于VSP激发井的通井钻头，其特征在于: 所述螺旋体套件(3)中，所述螺旋叶片(3-2)的数量为3 5片，所述螺旋叶片(3-2)的螺旋角度范围为O 90度。3.根据权利要求2所述的一种用于VSP激发井的通井钻头，其特征在于: 所述螺旋叶片(3-2)的数量为3片，所述螺旋叶片(3-2)的轴向长度等于所述芯杆(I)的侧壁长度，所述螺旋叶片(3-2)的螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅有仁，马国庆，李守才，王跃，姜宇东，钱雪文，袁昊，董健，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司， 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11