一種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田開發(fā)井下作業(yè)的研究領(lǐng)域，特別涉及一種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆Ο
【背景技術(shù)】
[0002]水平井出砂多以在水平段多段多簇孔段為出砂點(diǎn)，出砂邊界長(zhǎng)，油流方向和砂沉降方向垂直于井筒，在水平段呈“波浪”式堆積砂床，隨著水平井采油生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)，在采油生產(chǎn)過程中出現(xiàn)井底砂床膠結(jié)、套管結(jié)垢、炮眼堵塞等問題。目前我國油田的傳統(tǒng)沖砂方式作業(yè)效率低，漏失量大、砂床膠結(jié)段不易沖散、不能完全攜帶出地面。沖砂過程中管串易砂堵，發(fā)生砂卡事故，使沖砂作業(yè)無法繼續(xù)實(shí)施。
[0003]水平井沖砂有如下特點(diǎn):一是沖砂時(shí)間長(zhǎng)、效率低。水平井水平段普遍存在沉沙現(xiàn)象，“砂床”長(zhǎng)度平均在600m左右，常規(guī)反循環(huán)沖砂進(jìn)尺約150m/d，沖砂時(shí)間長(zhǎng)、效率低。二是沖砂過程中井筒漏失嚴(yán)重。水平段與油藏接觸面積大，地層壓力普遍較低，平均壓力13.5MPa，井底壓力低于沖砂時(shí)液柱壓力，致使沖砂時(shí)大量沖砂液倒灌地層，平均漏失量在61%，漏失量大。三是砂床普遍有膠結(jié)現(xiàn)象，不易沖散。通過前期沖砂返出物觀察，返出砂粒成膠結(jié)狀，硬度較大，不易破碎，造成沉沙不易沖散，影響了沖砂進(jìn)度及正常沖砂作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服上述存在的問題，為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，所述螺桿鉆外部包括從上至下依次連接的上接頭上部、上萬向軸殼、定子、下萬向軸外殼、傳動(dòng)軸外殼和密封頭，螺桿鉆內(nèi)部包括從上至下依次連接的上接頭下部、上萬向軸、轉(zhuǎn)子、下萬向軸、傳動(dòng)軸和噴射頭，所述上接頭中間連接有密封皮碗，所述噴射頭周向設(shè)置有噴射孔，噴射頭上方連接有密封頭。
[0005]上述上萬向軸和下萬向軸外側(cè)均連接有密封膠筒。
[0006]上述轉(zhuǎn)子為中空的空心轉(zhuǎn)子。
[0007]上述傳動(dòng)軸上端和下端均連接有軸承。
[0008]上述傳動(dòng)軸外側(cè)周向連接有一圈滾針，且滾針的兩端為圓頭。
[0009]上述噴射頭的噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜。
[0010]上述上萬向軸和下萬向軸與密封膠筒之間分別設(shè)置有0型密封圈一和0型密封圈
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[0011]上述上萬向軸下端與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有0型密封圈二。
[0012]上述傳動(dòng)軸外殼與傳動(dòng)軸之間設(shè)置有0型密封圈四。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆采油裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，工具轉(zhuǎn)速高、扭矩大，維修簡(jiǎn)單、能重復(fù)使用，具有鉆進(jìn)速度快，攜帶能力強(qiáng)，管串不易卡鉆等特點(diǎn)，而且需用循環(huán)液體少、排量大、返排效率高，還可在其下端連接套銑工具有效解決水平井水平段銑、套、磨、沖等難題。
[0014](2)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過在上萬向軸和下萬向軸外側(cè)均連接密封膠筒，由于上萬向軸和下萬向軸上有開孔，當(dāng)液體流經(jīng)時(shí)，通過密封膠筒的密封作用，有效防止液體發(fā)生短流。
[0015](3)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過設(shè)置轉(zhuǎn)子為中空的空心轉(zhuǎn)子，從套管進(jìn)入的液體通過密封皮碗使液體聚流后進(jìn)入馬達(dá)工作腔，將液能轉(zhuǎn)換為空心轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，帶動(dòng)噴射頭旋轉(zhuǎn)工作，充分利用能源，降低成本。
[0016](4)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過在傳動(dòng)軸上端和下端均連接軸承，有效防止了傳動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中上下躥動(dòng)。
[0017](5)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過在傳動(dòng)軸外側(cè)周向連接有一圈滾針，且滾針的兩端為圓頭。，進(jìn)一步防止傳動(dòng)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生徑向偏轉(zhuǎn)。
[0018](6)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過設(shè)置噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜，當(dāng)噴射頭高速旋轉(zhuǎn)，噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜，液體通過噴射孔成發(fā)散方式噴射出，形成高壓噴射旋轉(zhuǎn)流體，需用循環(huán)液體少，排量大，沖洗效果好。
[0019](7)本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆通過設(shè)置0型密封圈，能夠防止液體流過，保證設(shè)備運(yùn)行安全可靠。，
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]【附圖說明】:1、上接頭;2、密封皮碗;3、上萬向軸殼；4、0型密封圈一;5、上萬向軸；
6、0型密封圈二; 7、轉(zhuǎn)子;8、定子;9、下萬向軸外殼；10、下萬向軸；11、傳動(dòng)軸外殼；12、0型密封圈三;13、0型密封圈四；14、滾針;15、傳動(dòng)軸;16、密封頭；17、噴射頭。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1:
為了克服下井過程中電纜易磨損，鉆具易卡鉆，安全風(fēng)險(xiǎn)高以及起下作業(yè)工序復(fù)雜，效率較低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大的問題，本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，所述螺桿鉆外部包括從上至下依次連接的上接頭1上部、上萬向軸殼3、定子8、下萬向軸外殼9、傳動(dòng)軸外殼11和密封頭16，螺桿鉆內(nèi)部包括從上至下依次連接的上接頭1下部、上萬向軸5、轉(zhuǎn)子7、下萬向軸10、傳動(dòng)軸15和噴射頭17，所述上接頭1中間連接有密封皮碗2，所述噴射頭17周向設(shè)置有噴射孔，噴射頭17上方連接有密封頭16。
[0023]本發(fā)明的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆的工作原理如下:
將本發(fā)明的螺桿鉆連接在沖砂管柱的最下端下入井內(nèi)，密封皮碗2在洗井液壓力作用下膨脹緊貼油套管壁，封隔油套環(huán)形空間，促使洗井液全部進(jìn)入螺桿鉆工作筒內(nèi)，通過馬達(dá)工作腔，馬達(dá)由轉(zhuǎn)子7和定子8組成，液體推動(dòng)轉(zhuǎn)子7轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)下萬向軸10和傳動(dòng)軸15傳遞到噴射頭17，帶動(dòng)噴射頭17高速旋轉(zhuǎn)，液體通過噴射孔噴射出，形成高壓噴射旋轉(zhuǎn)流體。噴射頭17下端連接套銑工具，沖洗過程中遇有較大沙堆、結(jié)垢或膠結(jié)物時(shí)，可反復(fù)提放管柱，通過反復(fù)沖洗、破碎清除障礙物。同時(shí)套銑工具緊貼管壁進(jìn)一步切削，形成工具旋轉(zhuǎn)切削和液體旋流沖刺共同作用的破碎功能，從而達(dá)到徹底清除管壁附著物的目的。上返液體經(jīng)過套銑工具內(nèi)孔、噴射頭18內(nèi)腔及螺桿鉆中心內(nèi)孔進(jìn)入油管內(nèi)返出地面。
[0024]本發(fā)明提供的這種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，工具轉(zhuǎn)速高、扭矩大，維修簡(jiǎn)單、能重復(fù)使用，具有鉆進(jìn)速度快，攜帶能力強(qiáng)，管串不易卡鉆等特點(diǎn)，而且需用循環(huán)液體少、排量大、返排效率高，還可在其下端連接套銑工具有效解決水平井水平段銑、套、磨、沖等難題。
[0025]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，所述上萬向軸5和下萬向軸10外側(cè)均連接有密封膠筒。由于上萬向軸5和下萬向軸10上有開孔，當(dāng)液體流經(jīng)時(shí)，會(huì)發(fā)生短流現(xiàn)象，通過密封膠筒的密封作用，可有效防止液體發(fā)生短流。
[0026]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子7為中空的空心轉(zhuǎn)子。從套管進(jìn)入的液體通過密封皮碗2使液體聚流后進(jìn)入馬達(dá)工作腔，馬達(dá)由轉(zhuǎn)子7和定子8組成，將液能轉(zhuǎn)換為空心轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，帶動(dòng)噴射頭旋轉(zhuǎn)工作，充分利用能源，降低成本。
[0027]實(shí)施例3:
在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，所述傳動(dòng)軸15上端和下端均連接有軸承。軸承有效防止了傳動(dòng)軸15在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中上下躥動(dòng)。
[0028]進(jìn)一步的，為了防止傳動(dòng)軸15在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生徑向偏轉(zhuǎn)，所述傳動(dòng)軸(15)外側(cè)周向連接有一圈滾針14，且滾針14的兩端為圓頭。
[0029]更進(jìn)一步的，所述噴射頭17的噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜。噴射頭17高速旋轉(zhuǎn)，噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜，液體通過噴射孔成發(fā)散方式噴射出，形成高壓噴射旋轉(zhuǎn)流體，需用循環(huán)液體少，排量大，沖洗效果好。
[0030]實(shí)施例4:
在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，所述上萬向軸5和下萬向軸10與密封膠筒之間分別設(shè)置有0型密封圈一4和0型密封圈三12，0型密封圈一4和0型密封圈三12的密封作用能夠進(jìn)一步防止液體發(fā)生短流;所述上萬向軸5下端與轉(zhuǎn)子7之間設(shè)置有0型密封圈二 6，0型密封圈二6的密封防止液體流進(jìn)上萬向軸5下端與轉(zhuǎn)子7，影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn);所述傳動(dòng)軸外殼11與傳動(dòng)軸15之間設(shè)置有0型密封圈四13。0型密封圈四13在傳動(dòng)軸外殼11與傳動(dòng)軸15之間，防止液體進(jìn)入，影響軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述螺桿鉆外部包括從上至下依次連接的上接頭(1)上部、上萬向軸殼(3)、定子(8)、下萬向軸外殼(9)、傳動(dòng)軸外殼(11)和密封頭(16)，螺桿鉆內(nèi)部包括從上至下依次連接的上接頭(1)下部、上萬向軸(5)、轉(zhuǎn)子(7)、下萬向軸(10)、傳動(dòng)軸(15)和噴射頭(17)，所述上接頭(1)中間連接有密封皮碗(2)，所述噴射頭(17 )周向設(shè)置有噴射孔，噴射頭(17 )上方連接有密封頭(16)。2.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述上萬向軸(5)和下萬向軸(10 )外側(cè)均連接有密封膠筒。3.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(7)為中空的空心轉(zhuǎn)子。4.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述傳動(dòng)軸(15)上端和下端均連接有軸承。5.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述傳動(dòng)軸(15)外側(cè)周向連接有一圈滾針(14)，且滾針(14)的兩端為圓頭。6.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述噴射頭(17)的噴射孔由內(nèi)向外徑向傾斜。7.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述上萬向軸(5)和下萬向軸(10)與密封膠筒之間分別設(shè)置有0型密封圈一 (4)和0型密封圈三(12)。8.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述上萬向軸(5)下端與轉(zhuǎn)子(7)之間設(shè)置有0型密封圈二 (6)。9.如權(quán)利要求1所述的水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，其特征在于:所述傳動(dòng)軸外殼(11)與傳動(dòng)軸(15)之間設(shè)置有0型密封圈四(13)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水平井反循環(huán)射流螺桿鉆，螺桿鉆外部包括從上至下依次連接的上接頭上部、上萬向軸殼、定子、下萬向軸外殼、傳動(dòng)軸外殼和密封頭，螺桿鉆內(nèi)部包括從上至下依次連接的上接頭下部、上萬向軸、轉(zhuǎn)子、下萬向軸、傳動(dòng)軸和噴射頭，上接頭中間連接有密封皮碗，噴射頭周向設(shè)置有噴射孔，噴射頭上方連接有密封頭，該裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，工具轉(zhuǎn)速高、扭矩大，維修簡(jiǎn)單、能重復(fù)使用，具有鉆進(jìn)速度快，攜帶能力強(qiáng)，管串不易卡鉆等特點(diǎn)，而且需用循環(huán)液體少、排量大、返排效率高，還可在其下端連接套銑工具有效解決水平井水平段銑、套、磨、沖等難題。
【IPC分類】E21B4/02, E21B33/126, E21B21/00
【公開號(hào)】CN105464586
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511014400
【發(fā)明人】黨玉平, 劉利鵬, 楊建生, 譚建, 屈光濤, 林志波
【申請(qǐng)人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日