一種用于煤層氣徑向井鉆井的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于煤層氣徑向井鉆井的裝置，可以提高煤層氣徑向井鉆井效率及成功率。該裝置以鉆頭本體為主體，所述鉆頭本體的端部上鑲有四個(gè)刀翼，所述每個(gè)刀翼上設(shè)置有切削齒，所述鉆頭本體設(shè)有常規(guī)噴嘴和流道，所述鉆頭本體內(nèi)還具有高壓噴嘴和射流通道，所述高壓噴嘴入口端連接所述高壓通道，所述高壓通道包含一個(gè)主通道，所述主流道出口端設(shè)置四個(gè)次通道，所述次通道出口端連接所述高壓噴嘴，所述高壓噴嘴設(shè)置在所述刀翼偏離所述切削齒的側(cè)部。本實(shí)用新型有效解決了硬度較小煤層氣徑向井鉆進(jìn)過程中，鉆壓施加困難，碰到夾矸層難以鉆進(jìn)和成孔率低等問題，大幅度提高徑向井成功率。
【專利說明】
一種用于煤層氣徑向井鉆井的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能提高煤層氣徑向井鉆進(jìn)效率和效果的鉆頭裝置，屬于鉆井工具。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣(煤礦瓦斯)是優(yōu)質(zhì)清潔能源資源。我國(guó)煤層氣資源豐富，開發(fā)潛力巨大。埋深2000米以淺煤層氣資源量約36.81萬億立方米，居世界第三位。煤礦瓦斯抽放僅僅是為了煤礦安全生產(chǎn)，抽出的瓦斯排空，這種方式浪費(fèi)了大量的清潔能源，污染了大氣環(huán)境。加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式要求變抽放為抽采，將煤礦瓦斯抽采利用作為煤礦瓦斯防治的治本之策，保障煤礦安全的同時(shí)，把瓦斯作為能源加以利用，既增加清潔能源供應(yīng)，又減少溫室氣體排放，促進(jìn)節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、環(huán)保等多重效益。
[0003]目前，煤層氣地面井抽采技術(shù)包括地面直井抽采和地面定向井抽采技術(shù)。地面垂直井開發(fā)技術(shù)在垂向上便于溝通多個(gè)煤層，主要包括直井壓裂技術(shù)和裸眼完井技術(shù)，但增產(chǎn)效果有限，開采效果不理想;地面定向井開發(fā)適應(yīng)于地面條件差的環(huán)境，主要有U型水平井技術(shù)、多分支水平井技術(shù)和叢式井技術(shù)等技術(shù)，便于單一厚煤層水平方向上擴(kuò)大導(dǎo)流范圍，但技術(shù)含量高、施工風(fēng)險(xiǎn)大。
[0004]近年來發(fā)展起來徑向鉆井技術(shù)是常規(guī)水平井技術(shù)深入發(fā)展的產(chǎn)物，是水平井技術(shù)的延伸與拓寬。其原理是先下入鉆井工具到儲(chǔ)層位置，鉆頭在套管上磨銑開窗，在0.3m內(nèi)的極短半徑完成鉆頭轉(zhuǎn)向，然后借助帶噴射鉆頭的軟管，主要通過高壓射流的水力破巖作用，在儲(chǔ)層中的不同方向上鉆出多個(gè)井眼的工藝技術(shù)。
[0005]煤層氣徑向井技術(shù)目前尚未成熟，在實(shí)際應(yīng)用過程中暴露了一些問題:常規(guī)鉆頭向前推力不足，無法鉆透套管開窗，損害設(shè)備;煤層中含夾矸時(shí)，鉆徑向井過程中僅通過向后噴射的射流推動(dòng)鉆頭前進(jìn)，經(jīng)常出現(xiàn)無法進(jìn)尺，方向難以控制，導(dǎo)致超短半徑水平井成功率低，水平段長(zhǎng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，特別是鉆薄煤層時(shí)，水平井眼易脫離儲(chǔ)層;常規(guī)的金剛石鉆頭，由于只有兩個(gè)高壓射流通道，導(dǎo)致水力破巖的同時(shí)，洗井不暢通。
[0006]因此，提供一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的新型PDC鉆頭克服上述缺陷，是非常必要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的鉆頭裝置，用以解決現(xiàn)行徑向井鉆井作業(yè)中鉆頭向前推力不足，難以鉆透套管開窗、無法進(jìn)尺、遇到夾矸層鉆頭磨損嚴(yán)重等問題，可以有效提高煤層氣徑向井鉆井效率和成功率，并且保證破巖效果的同時(shí)確保洗井通暢，不至于發(fā)生卡鉆等事故。
[0008]本實(shí)用新型的目的是，提供一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的PDC鉆頭，該裝置以鉆頭本體為主體，所述鉆頭本體的端部上鑲有四個(gè)刀翼，所述每個(gè)刀翼上設(shè)置有切削齒，所述鉆頭本體設(shè)有常規(guī)噴嘴和流道，所述常規(guī)噴嘴入口端連接所述常規(guī)流道，所述常規(guī)流道位于所述鉆頭本體內(nèi)，所述鉆頭本體內(nèi)還具有高壓噴嘴和射流通道，所述高壓噴嘴入口端連接所述高壓通道，所述高壓通道包含一個(gè)主通道，所述主流道出口端設(shè)置四個(gè)次通道，每個(gè)所述次通道出口端連接所述高壓噴嘴，所述高壓噴嘴設(shè)置在所述刀翼偏離所述切削齒的側(cè)部。
[0009]進(jìn)一步地，所述切削齒包括兩個(gè)長(zhǎng)齒和兩個(gè)短齒，兩個(gè)所述長(zhǎng)齒側(cè)部均勻分布兩個(gè)所述高壓噴嘴，四個(gè)所述高壓噴嘴鉆進(jìn)時(shí)洗井效果、孔徑大小明顯優(yōu)于兩個(gè)個(gè)噴嘴。
[0010]進(jìn)一步地，所述常規(guī)噴嘴包含四個(gè)，設(shè)置在所述鉆頭本體上，且位于所述刀翼之間。
[0011]進(jìn)一步地，所述高壓噴嘴采用熱穩(wěn)定聚晶金剛石(PDC)材料。
[0012]進(jìn)一步地，所述高壓通道入口端連接所述升壓器，提供超高壓力產(chǎn)生水射流，破碎巖石。
【附圖說明】
[0013]以下附圖僅旨在于對(duì)實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。
[0014]圖1為本實(shí)用新型提供的一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的鉆頭裝置剖面圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型roc鉆頭的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型涉及一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的roc鉆頭，如圖1所示為鉆頭本體I，鉆頭胎體2，鉆頭鋼體3，升壓器4，常壓流道5，接頭6，高壓主通道7，高壓次通道8，高壓噴嘴9，刀翼10，切削齒11，常壓噴嘴12。
[0017]所述鉆頭本體I包括鉆頭胎體2，鉆頭鋼體3及接頭6，所述鉆頭胎體2端部鑲有刀翼10，所述刀翼10含兩個(gè)長(zhǎng)翼和兩個(gè)短翼，每個(gè)所述刀翼10均設(shè)置有切削齒11，每個(gè)所述長(zhǎng)翼均勻設(shè)置兩個(gè)高壓噴嘴9，確保破巖效果的同時(shí)保證洗井通暢，一定程度上增大孔徑，所述鉆頭胎體2下部與鉆頭鋼體3連接，所述鉆頭鋼體3下部與接頭6焊接固定。每個(gè)所述高壓噴嘴9入口端與高壓次流道8連通，四條高壓次流道入口端與所述高壓主流道7連通，所述高壓主流道7入口端連接有升壓器4，提供高壓射流。所述常規(guī)流道5的出口端與常規(guī)與所述常規(guī)噴嘴12連通，所述常規(guī)噴嘴12設(shè)置與常規(guī)roc鉆頭相同，故不再詳細(xì)說明。
[0018]與常規(guī)儲(chǔ)層roc鉆頭相比，四個(gè)高壓噴嘴的設(shè)置使得該鉆頭適用于煤儲(chǔ)層鉆進(jìn)。煤儲(chǔ)層具有硬度低、泊松比高、易產(chǎn)生煤粉堵塞井筒等特點(diǎn)，設(shè)置四個(gè)高壓噴嘴使流出射流壓力有所降低，但足以破碎硬度較小煤層，同時(shí)清除鉆井過程中產(chǎn)生的煤粉等洗井效果較常規(guī)roc鉆頭有了較大提高，大大提高了煤層氣井的鉆井效率和成功率。
[0019]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鉆進(jìn)煤層氣徑向井的鉆頭裝置，其特征在于，該裝置以鉆頭本體為主體，所述鉆頭本體的端部上鑲有四個(gè)刀翼，所述每個(gè)刀翼上設(shè)置有切削齒，所述鉆頭本體設(shè)有常規(guī)噴嘴和流道，所述鉆頭本體內(nèi)還具有高壓噴嘴和高壓通道，所述高壓噴嘴入口端連接所述高壓通道，所述高壓通道包含一個(gè)主通道，所述主通道出口端設(shè)置四個(gè)次通道，所述次通道出口端連接所述高壓噴嘴，所述高壓噴嘴設(shè)置在所述刀翼偏離所述切削齒的側(cè)部。
【文檔編號(hào)】E21B10/46GK205477384SQ201620081311
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】馬雄強(qiáng), 丁冠陽
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)