本發(fā)明涉及一種石油天然氣行業(yè)水平井鉆進過程中用的射流送鉆工具。

背景技術(shù)：

在石油天然氣行業(yè)中，鉆井作業(yè)貫穿地質(zhì)勘探和油氣開發(fā)等重要環(huán)節(jié)，自九十年代以來，鉆井工程技術(shù)發(fā)展迅猛。尤其水平井鉆井技術(shù)以其優(yōu)異的經(jīng)濟價值得到廣泛的發(fā)展的普及，目前水平井已經(jīng)作為常規(guī)鉆井技術(shù)大量應(yīng)用于國內(nèi)外各大油田。水平井大量應(yīng)用于開發(fā)頁巖氣、致密油、致密氣等非常規(guī)資源。水平井的突出特點是井眼具有很長的水平或者接近水平的井段，其井眼穿過油氣層的長度很長，大大增加了井眼與油氣層的接觸表面積，從而使油井的單井產(chǎn)量提高，油井的生產(chǎn)速度快，生產(chǎn)效率高。

水平段的鉆柱橫躺在井眼上，隨著水平井水平井段長度的不斷延伸，導(dǎo)致鉆柱和井眼之間的摩擦阻力不斷增加，鉆柱難以繼續(xù)送進，鉆頭脫壓，鉆頭鉆進困難。此外由于井漏、泥漿泵流量低下、巖屑致密等各種原因，鉆頭破碎的巖屑很容易在水平段井眼沉積，堆積在巖屑床上，進一步阻礙了鉆柱送進。為了提高水平井的質(zhì)量以及充分發(fā)揮水平井的優(yōu)勢特點，需要根據(jù)油藏地質(zhì)特性，不斷增加水平段的長度，因此水平井鉆柱送進技術(shù)是水平井鉆進的核心技術(shù)難題。

目前國內(nèi)外延長水平段鉆井長度的主要思路在于降低鉆柱和井眼的摩擦阻力，具有代表的減摩降阻工具有安裝滾輪的減摩短接和產(chǎn)生連續(xù)振動的水力振蕩器，前者將鉆柱和井眼的靜摩擦變?yōu)闈L動摩擦，后者將鉆柱和井眼的靜摩擦變?yōu)閯幽Σ粒荚谝欢ǔ潭壬掀鸬搅藴p摩降阻的作用。上述減摩降阻工具并未考慮如何對水平段鉆柱增大送進推力，清潔井眼環(huán)空的問題?；谏鲜黾夹g(shù)背景，本發(fā)明特提供一種水平井射流送鉆工具，增加鉆柱送進鉆壓，延長水平段長度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為了解決水平井鉆柱送進困難及井眼清潔的問題，特提供一種水平井射流送鉆工具。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種水平井射流送鉆工具，是由上接頭、連接筒、滑銷、配流筒、射流筒、鋼球、彈簧、中心管和扶正筒構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)特征是：上接頭上端和上部鉆柱絲扣連接，扶正筒下端和下部鉆柱絲扣連接；連接筒上端和上接頭下端絲扣連接，連接筒下端和扶正筒上端絲扣連接；連接筒外圓上部周向均勻設(shè)置六個扶正翼，連接筒六個扶正翼下方設(shè)置一圈臺階面，連接筒中部設(shè)置一個銷子孔，連接筒下部周向均勻設(shè)置三個徑向通孔；配流筒置入連接筒內(nèi)腔；滑銷一端固定在連接筒中部的銷子孔內(nèi)，滑銷另一端可在配流筒外圓上部的滑槽內(nèi)滑動；配流筒內(nèi)腔設(shè)置為偏心孔，配流筒外圓上部設(shè)置一圈滑槽，滑槽保證配流筒在軸向力作用下相對連接筒軸向移動的同時作周向轉(zhuǎn)動，滑槽上設(shè)置有相鄰的長行程槽和短行程槽，配流筒外圓下部設(shè)置一圈環(huán)槽，環(huán)槽上周向均勻設(shè)置三個通孔連通偏心孔和環(huán)槽；扶正筒上端面設(shè)置為一圈環(huán)形凹槽，扶正筒外圓中部周向均勻設(shè)置六個扶正翼，扶正筒內(nèi)腔中部設(shè)置一圈臺階面；彈簧安裝在扶正筒內(nèi)腔中部臺階面上，鋼球安裝在扶正筒上端面的環(huán)形凹槽內(nèi)；中心管內(nèi)腔設(shè)置為偏心孔，中心管下端和扶正筒內(nèi)腔下部絲扣連接；射流筒內(nèi)腔下部設(shè)置一圈環(huán)槽，射流筒上部周向均勻設(shè)置十二個斜向通孔連通射流筒上端外圓和內(nèi)腔下部環(huán)槽，射流筒上的十二個斜向通孔和射流筒中心軸軸向上傾斜2°～3°，射流筒上的十二個斜向通孔和射流筒中心軸周向上傾斜10°～15°；射流筒套入連接筒外圓下部；連接筒外圓上部六個扶正翼的外徑比射流筒外徑大2～4mm；扶正筒外圓中部六個扶正翼的外徑比射流筒外徑大2～4mm。

本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明利用鉆井液驅(qū)動，控制方式簡單；(2)本發(fā)明可以產(chǎn)生反向水射流，推動鉆柱軸向前進；(3)本發(fā)明可以控制選擇反向射流工作方式和正常鉆井方式，對常規(guī)鉆井作業(yè)無影響；(4)本發(fā)明在產(chǎn)生反向水射流的過程中，射流筒會高速旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)反向水射流最大程度攪動環(huán)空流體環(huán)境，使巖屑床堆積的巖屑攪動起來而被鉆井液帶出；(5)本發(fā)明可有效調(diào)節(jié)反向水射流和往下流動的鉆井液比例，根據(jù)鉆井需求可實時有效調(diào)控。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種水平井射流送鉆工具大流量反向水射流狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種水平井射流送鉆工具常規(guī)鉆井狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一種水平井射流送鉆工具小流量反向水射流狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2a-a截面的剖視圖；

圖5是圖2b-b截面的剖視圖；

圖6是配流筒的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是配流筒外圓展開圖；

圖8是射流筒的三維結(jié)構(gòu)透視圖；

圖中：1.上接頭、2.連接筒、3.滑銷、4.配流筒、5.射流筒、6.鋼球、7.彈簧、8.中心管、9.扶正筒、41.環(huán)槽、42.通孔、43.滑槽、44.偏心孔。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明一種水平井射流送鉆工具，是由上接頭1、連接筒2、滑銷3、配流筒4、射流筒5、鋼球6、彈簧7、中心管8和扶正筒9構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)特征是：上接頭1上端和上部鉆柱絲扣連接，扶正筒9下端和下部鉆柱絲扣連接；連接筒2上端和上接頭1下端絲扣連接，連接筒2下端和扶正筒9上端絲扣連接；如圖4所示，連接筒2外圓上部周向均勻設(shè)置六個扶正翼，連接筒2六個扶正翼下方設(shè)置一圈臺階面，連接筒2中部設(shè)置一個銷子孔，連接筒2下部周向均勻設(shè)置三個徑向通孔；配流筒4置入連接筒2內(nèi)腔；滑銷3一端固定在連接筒2中部的銷子孔內(nèi)，滑銷3另一端可在配流筒4外圓上部的滑槽43內(nèi)滑動；扶正筒9上端面設(shè)置有一圈環(huán)形凹槽，如圖5所示，扶正筒9外圓中部周向均勻設(shè)置六個扶正翼，扶正筒9內(nèi)腔中部設(shè)置一圈臺階面；彈簧7安裝在扶正筒9內(nèi)腔中部臺階面上，鋼球6安裝在扶正筒9上端面的環(huán)形凹槽內(nèi)；中心管8內(nèi)腔設(shè)置為偏心孔，中心管8下端和扶正筒9內(nèi)腔下部絲扣連接；射流筒5套入連接筒2外圓下部；連接筒2外圓上部六個扶正翼的外徑比射流筒5外徑大2～4mm；扶正筒9外圓中部六個扶正翼的外徑比射流筒5外徑大2～4mm。

如圖6和圖7所示，配流筒4內(nèi)腔設(shè)置為偏心孔44，配流筒4外圓上部設(shè)置一圈滑槽43，滑槽43保證配流筒4在軸向力作用下相對連接筒2軸向移動的同時作周向轉(zhuǎn)動，滑槽43上設(shè)置有相鄰的長行程槽和短行程槽，配流筒4外圓下部設(shè)置一圈環(huán)槽41，環(huán)槽41上周向均勻設(shè)置三個通孔42連通偏心孔44和環(huán)槽41。

如圖1、圖2、圖3和圖8所示，射流筒5內(nèi)腔下部設(shè)置一圈環(huán)槽，射流筒5上部周向均勻設(shè)置十二個斜向通孔連通射流筒5上端外圓和內(nèi)腔下部環(huán)槽，射流筒5上的十二個斜向通孔和射流筒5中心軸軸向上傾斜2°～3°，射流筒5上的十二個斜向通孔和射流筒5中心軸周向上傾斜10°～15°。

本發(fā)明一種水平井射流送鉆工具的工作原理是：下入本發(fā)明至設(shè)計水平井段位置，開泵循環(huán)鉆井液，滑銷3行至配流筒4上滑槽43的短行程滑槽位置，此時狀態(tài)如圖2所示，連接筒2下部的三個通孔被配流筒4外圓封閉，此狀態(tài)為常規(guī)鉆井狀態(tài)；停泵或者小流量循環(huán)鉆井液，配流筒4在彈簧7的作用下軸向上移，并周向旋轉(zhuǎn)一定角度，再正常循環(huán)鉆井液流量，配流筒4在節(jié)流壓差的作用下軸向下移，同時周向旋轉(zhuǎn)一定角度，此時狀態(tài)如圖1所示，連接筒2下部的三個通孔打開，鉆井液一部分流經(jīng)射流筒5的斜向通孔反向射出，另一部分繼續(xù)流經(jīng)中心管的偏心孔流向下部鉆柱，此時配流筒4和中心管8的過流通道小，大部分流量流經(jīng)射流筒5的斜向通孔反向射出，實現(xiàn)大流量反向射流；重復(fù)上述操作，可調(diào)節(jié)本發(fā)明只圖3所示狀態(tài)，此時配流筒4和中心管8的過流通道大，僅小部分流量流經(jīng)射流筒5的斜向通孔反向射出，實現(xiàn)小流量反向射流洗井。