本實用新型涉及油氣田開發(fā)設(shè)備領(lǐng)域,特別涉及一種旋轉(zhuǎn)噴嘴。
背景技術(shù):
當(dāng)前國內(nèi)外各油田的油井,經(jīng)過長期的大量開采,剩余的油氣資源變得越來越難開采,常規(guī)開采措施難以實施,開采的成本變得來越高。為了提高單井產(chǎn)量,降低單井開采成本,各種新型采油增產(chǎn)技術(shù)、工具和工藝正被各油田企業(yè)和科研單位所廣泛研究,利用水射流鉆徑向水平孔即屬于其中一種采油增產(chǎn)技術(shù)。利用水射流在地層中噴射破巖鉆徑向水平孔時,需要用到高效率的噴嘴,噴嘴的噴射破巖效率決定了鉆孔速度、孔眼最大深度和孔眼直徑,破巖效率越高,鉆孔速度越快、孔眼越深、孔眼直徑越大,從而在油藏和井筒之間的流通通道越通暢,油氣資源流動到井筒的效率越高,從而增產(chǎn)效果越顯著。
目前,使用的噴嘴有多種形式,主要有空化噴嘴、擺動噴嘴、多孔噴嘴、旋流噴嘴等。
在實現(xiàn)本實用新型的過程中,設(shè)計人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
空化噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,外形尺寸較大,不容易在地層中前行送進;擺動噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,實施起來很困難;多孔噴嘴的噴射破巖能力比旋流噴嘴要強,但多孔噴嘴噴射破巖后形成的孔眼為梅花瓣狀,孔壁不夠圓滑,噴嘴與孔壁的接觸摩擦力較大,不利于噴嘴在地層中前行送進,影響噴射鉆進距離;旋流噴嘴的噴射破巖能力相對較弱,對于較硬的地層巖石,不能破巖形成孔眼,實現(xiàn)不了鉆徑向水平孔。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于此,結(jié)合多孔噴嘴和旋流噴嘴的特點,本實用新型提供一種旋轉(zhuǎn)噴嘴。所示旋轉(zhuǎn)噴嘴如下:
一種旋轉(zhuǎn)噴嘴,所述噴嘴包括:尾套、擋圈、噴嘴體、鋼球和限位套,其中,
所述尾套與所述限位套相連,所述尾套和所述限位套均為中空管狀體;
所述擋圈設(shè)置在所述尾套內(nèi);
所述噴嘴體設(shè)置在所述限位套內(nèi),適于相對所述限位套旋轉(zhuǎn),所述噴嘴體上設(shè)有前后貫通的多個孔眼,流體可通過所述多個孔眼形成旋轉(zhuǎn)射流;
所述噴嘴體的前端形成環(huán)狀臺階,所述鋼球設(shè)置在所述環(huán)狀臺階處,且抵靠所述限位套的內(nèi)壁。
進一步地,所述限位套的前端設(shè)有從前至后半徑逐漸增大的錐面。
進一步地,所述多個孔眼為三個。
進一步地,每個所述孔眼的軸線與所述噴嘴體軸截面平行。
進一步地,所述多個孔眼包括從前至后的錐孔段、直孔段和臺階孔段。
進一步地,所述尾套前端設(shè)有臺階孔,所述擋圈設(shè)置在所述臺階孔內(nèi)。
進一步地,所述尾套外表面設(shè)有相鄰的從前至后半徑逐漸減小的第一圓錐面和從前至后半徑逐漸增大的第二圓錐面。
進一步地,所述尾套的尾端設(shè)有第一內(nèi)螺紋,所述尾套的前端設(shè)有第二內(nèi)螺紋。
進一步地,所述限位套的尾端設(shè)有外螺紋,所述外螺紋適于與所述第二內(nèi)螺紋配合。
本實用新型實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是:
本實用新型的旋轉(zhuǎn)噴嘴,包括:尾套、擋圈、噴嘴體、鋼球和限位套,其中,所述尾套與所述限位套相連,所述尾套和所述限位套均為中空管狀體,所述擋圈設(shè)置在所述尾套內(nèi),所述噴嘴體設(shè)置在所述限位套內(nèi),適于相對所述限位套旋轉(zhuǎn),所述噴嘴體上設(shè)有前后貫通的多個孔眼,流體可通過所述多個孔眼形成旋轉(zhuǎn)射流,使得旋轉(zhuǎn)噴嘴同時具有多孔噴嘴和旋流噴嘴的特點,破巖能力強,能夠在較硬地地層中形成有效穿透,同時,破巖所形成的孔眼孔壁較圓滑,可以使得旋轉(zhuǎn)噴嘴噴射在地層中鉆進的更遠。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型噴嘴體的剖面圖;
圖3為本實用新型噴嘴體的左視圖。
圖中的附圖標(biāo)記分別表示:
1、尾套;2、擋圈;3、噴嘴體;4、鋼球;5、限位套;
11、臺階孔;12、第一圓錐面;13、第二圓錐面;
31、環(huán)狀臺階;32、孔眼;33、射入孔;321、錐孔段;
322、直孔段;323、臺階孔段;51、錐面。
具體實施方式
為使本實用新型的技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
本實用新型實施例提供了一種旋轉(zhuǎn)噴嘴,如圖1所示,其包括尾套1、擋圈2、噴嘴體3、鋼球4和限位套5。
具體地,尾套1與限位套5相連,尾套1和限位套5均為中空管狀體,擋圈2設(shè)置在尾套1內(nèi),噴嘴體3設(shè)置在限位套5內(nèi),適于相對限位套5旋轉(zhuǎn),噴嘴體3上設(shè)有前后貫通的多個孔眼32,流體可通過多個孔眼32形成旋轉(zhuǎn)射流,噴嘴體3的前端形成環(huán)狀臺階31,鋼球4設(shè)置在環(huán)狀臺階31處,且抵靠限位套5的內(nèi)壁,使得噴嘴體3和限位套5之間的摩擦為由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦,用于減小噴嘴體3和限位套5之間的摩擦力。
因此,本實用新型實施例利用尾套1、擋圈2、噴嘴體3、鋼球4和限位套5,構(gòu)成了一種旋轉(zhuǎn)噴嘴,使得旋轉(zhuǎn)噴嘴同時具有多孔噴嘴和旋流噴嘴的特點,破巖能力強,能夠在較硬地地層中形成有效穿透,同時,破巖所形成的孔眼孔壁較圓滑,可以使得旋轉(zhuǎn)噴嘴噴射在地層中鉆進的更遠。
為了更好地實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴嘴的功能,在本實施例中,噴嘴體3的尾端設(shè)有射入孔33,射入孔33與孔眼32相連通,多個孔眼32的個數(shù)為三個,使得噴嘴能夠起到多孔噴嘴鉆孔破巖的效果,且三個孔眼32為均勻分布地斜孔,每個孔眼32的軸線與噴嘴體3軸截面C-C平行,且相距3mm,孔眼32的軸線與噴嘴體3的軸線呈20°夾角,多個孔眼32包括從前至后的錐孔段321、直孔段322和臺階孔段323,其中,錐孔段321的錐角度數(shù)為40°,直孔段322的直徑為0.9mm,臺階孔段的直徑為2mm。
同時,尾套1外表面設(shè)有相鄰的從前至后半徑逐漸減小的第一圓錐面12和從前至后半徑逐漸增大的第二圓錐面13,第一圓錐面12的錐角度數(shù)為30°,第二圓錐面13的錐角度數(shù)為120°,尾套1前端設(shè)有臺階孔11,擋圈2設(shè)置在臺階孔11內(nèi),尾套1的尾端設(shè)有第一內(nèi)螺紋,使得尾套1便于與其他裝置相連,尾套1的前端設(shè)有第二內(nèi)螺紋,限位套5的尾端設(shè)有外螺紋,外螺紋適于與第二內(nèi)螺紋配合,使得尾套1與限位套5相連;限位套5的的前端設(shè)有從前至后半徑逐漸增大的錐面52,錐面的錐角度數(shù)為60°,用于引導(dǎo)射流。
在實際使用過程中,流體通過尾套1,通過噴嘴體3的射入孔33流入噴嘴體3,通過孔眼32形成射流,射流的反沖力對噴嘴體3產(chǎn)生動量矩,噴嘴體3會繞自身軸線旋轉(zhuǎn),從而形成旋轉(zhuǎn)射流,進行破巖。
以上所述僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實用新型的技術(shù)方案,并不用以限制本實用新型。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。