一種井下鉆孔裝置的制作方法

本發(fā)明涉及到石油井下工具，特別是一種井下鉆孔裝置。

背景技術(shù)：

在石油開采中，打通油流通道是一項重要工藝。在現(xiàn)有技術(shù)中，打通油流通道包括利用聚能彈射孔打通油流通道，半個多世紀來主要的射孔方式未發(fā)生根本變化。雖然射孔工藝，工具，方法有很大進步，但是射孔對儲層產(chǎn)生的壓實帶污染問題無法克服，大幅降低儲層有效滲透率，對原油生產(chǎn)極為不利。為此，人們開始采用水力噴砂射孔的工藝方法，但由于噴嘴材料，高壓泵等條件限制，該方法未獲得大規(guī)模的應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中的提出了一種打孔裝置。這種打孔裝置通過活塞、楔體和沖頭在套管及巖層中打出一個小孔道,然后將噴射軟管輸送小孔道中，地面注入清水，依靠自進式噴嘴進行邊射流破巖，邊伸入巖層，該方法雖然能夠產(chǎn)生一定長度的孔道。但該噴射破巖效果有限，另外，母管小孔道需預(yù)先射孔生成，工序繁瑣，而且每次作業(yè)只能在巖層中打一個孔道，若打多個孔道，需要多次起下管柱進行相應(yīng)施工，操作繁瑣，用時過長，降低了該方法適用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種全新的井下鉆孔裝置，其包括：外殼，中部設(shè)置有軸向延伸的螺紋孔的且設(shè)置在外殼內(nèi)的葉輪，設(shè)置有與螺紋孔相配合的外螺紋的且從螺紋孔貫穿葉輪的伸展管，以及用于阻止伸展管相對于外殼相對轉(zhuǎn)動的支架，其中，當(dāng)流體通過外殼時能帶動葉輪轉(zhuǎn)動以使得葉輪牽引伸展管伸出外殼。

在一個具體的實施例中，外殼為圓筒形，葉輪與外殼同軸設(shè)置。

在一個具體的實施例中，葉輪在軸向上與外殼相對固定。

在一個具體的實施例中，井下鉆孔裝置還包括軸承，軸承的內(nèi)圈套裝在葉輪 上且與葉輪同軸，軸承的外圈的外壁抵接于外殼的內(nèi)壁。

在一個具體的實施例中，軸承為滾子軸承。

在一個具體的實施例中，伸展管為柔性管。

在一個具體的實施例中，井下鉆孔裝置還包括設(shè)置在外殼供伸展管伸出的一端上的引導(dǎo)件，引導(dǎo)件設(shè)置有供伸展管通過的且延伸方向與外殼的軸線呈夾角的通孔。

在一個具體的實施例中，伸展管的一部分固定在支架上，外殼的內(nèi)壁設(shè)置有徑向延伸的且用于安裝支架的軌道。

在一個具體的實施例中，軌道為由外殼的內(nèi)壁凹陷形成的條槽，支架包括徑向延伸且插入到條槽內(nèi)的支桿。

在一個具體的實施例中，外殼設(shè)置有多個條槽，支架包括多根從伸展管徑向向外輻射的支桿，多條條槽與多根支桿一一對應(yīng)設(shè)置。

流體通過外殼與伸展管之間的環(huán)空帶動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪拉動伸展管以使得伸展管的前端伸出外殼。該流體可以為液體。將伸展管的末端與液壓供給裝置連接在一起，在葉輪轉(zhuǎn)動的同時向伸展管內(nèi)注入壓力流體，壓力流體從伸展管的前端射出以破碎巖層，使得巖層上形成孔道。這種井下鉆孔裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單。還可以根據(jù)所需鉆孔的數(shù)量在外殼內(nèi)設(shè)置多組相匹配的葉輪和伸展管，以實現(xiàn)同時鉆取多個油流通道。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：

圖1為本發(fā)明的一種實施例中的井下鉆孔裝置的剖視示意圖；

圖2為圖1中的伸展管的局部示意圖；

圖3為圖1中的井下鉆孔裝置的局部剖視示意圖；

圖4為圖1中的井下鉆孔裝置的局部示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1顯示了本實施例中的一種井下鉆孔裝置10。該井下鉆孔裝置10包括外 殼1以及均設(shè)置在外殼1內(nèi)的葉輪4，伸展管3以及支架2。在本實施例中，外殼1構(gòu)造為筒狀。葉輪4和支架2分別設(shè)置在外殼1的兩端。伸展管3依次穿過支架2和葉輪4。支架2與伸展管3連接在一起，支架2用于阻止伸展管3繞其軸線轉(zhuǎn)動。伸展管3與葉輪4相之間螺紋配合。流體通過伸展管3與外殼1之間的環(huán)空帶動葉輪4轉(zhuǎn)動，葉輪4拉動伸展管3以使得伸展管3的前端伸出外殼1。該流體優(yōu)選為液體。將伸展管3的末端與液壓供給裝置連接在一起，在葉輪4轉(zhuǎn)動的同時液壓供給裝置向伸展管3內(nèi)注入壓力流體，壓力流體從伸展管3的前端射出以破碎巖層，使得巖層上形成孔道。

如圖2所示，伸展管3包括管體31和外螺紋32。管體31構(gòu)造為圓管。外螺紋32設(shè)置在管體31的表面。螺紋牙型可以是三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和圓弧螺紋中的一種。螺紋牙型優(yōu)選為矩形螺紋，矩形螺紋傳動效率高。

如圖3所示，葉輪4包括輪盤41和多根葉片42。輪盤41構(gòu)造為圓環(huán)形。輪盤41的中部設(shè)置有與輪盤41同軸的螺紋孔。螺紋孔貫穿輪盤41。該螺紋孔的內(nèi)螺紋與伸展管3上的外螺紋32相匹配。葉片42均從輪盤41的外周壁上徑向向外伸出。多根葉片42從輪盤41上呈輻射狀伸出。優(yōu)選地，多根葉片42在輪盤41的周向上均勻分布。葉片42與垂直于葉輪4軸線的平面呈夾角，多根葉片42向同一方向偏轉(zhuǎn)。葉輪4的轉(zhuǎn)軸設(shè)置成與外殼1相對固定。伸展管3從葉輪4的螺紋孔中通過。

在本實施例中，井下鉆孔裝置10還包括軸承9。軸承9的外圈91與外殼1相對固定。軸承9的外圈91可以是采用螺釘12固定在外殼1上。軸承9的內(nèi)圈92套裝在葉輪4上，并與葉輪4同軸設(shè)置。葉片42的向外延伸的一端的端部連接在內(nèi)圈92的內(nèi)壁上。軸承9的外圈91和內(nèi)圈92之間設(shè)置有滾子或滾珠。這樣，葉輪4能通過軸承9而被穩(wěn)固地安裝在外殼1內(nèi)。

如圖4所示，伸展管3的一端安裝在支架2上。伸展管3不能相對于支架2轉(zhuǎn)動。固定座與伸展管3之間優(yōu)選為固定連接。支架2不能在外殼1內(nèi)轉(zhuǎn)動。在本實施例中，外殼1內(nèi)設(shè)置有軌道11。軌道11沿外殼1的軸向延伸。支架2安裝在軌道11上，并能沿軌道11滑動。在本實施例中，導(dǎo)軌為外殼1的內(nèi)壁凹陷形成條槽。條槽沿外殼1延伸。支架2包括固定座21和支桿22。固定座21的中部設(shè)置有通孔。固定座21可以構(gòu)造為圓環(huán)狀。伸展管3穿過該通孔而與固定座 21相連接。伸展管3不能在固定座21內(nèi)轉(zhuǎn)動。固定座21與伸展管3之間可以是過盈配合。支桿22構(gòu)造為桿狀結(jié)構(gòu)。支桿22的一端連接于固定座21，支桿22的另一端插入條槽中。由于支桿22插入到條槽內(nèi)，支架2不能相對于伸展管3轉(zhuǎn)動，僅能沿條槽滑動。優(yōu)選地，外殼1上設(shè)置有多條條槽，支架2設(shè)置有多根支桿22。多根支桿22從固定座21上呈輻射狀伸出。多根支桿22一一對應(yīng)插入到多條條槽內(nèi)。支架2能被更穩(wěn)固地安裝在外殼1內(nèi)。優(yōu)選地，支桿22至少設(shè)置三根。相鄰的兩根支桿22之間的夾角相等。每根支桿22受力相同，支架2受力更合理。同時，支架2在條槽內(nèi)滑動更順暢。

伸展管3的上端連接到壓力流體供給裝置上。壓力流體供給裝置用于向伸展管3內(nèi)注入壓力流體。在需要打通油流通道時，將該井下鉆孔裝置10下入到油井內(nèi)。在向伸展管3與外殼1之間注入驅(qū)動流體的同時還向伸展管3中注入壓力流體。驅(qū)動流體通過葉輪4時帶動葉輪4轉(zhuǎn)動，葉輪4轉(zhuǎn)動的同時帶動伸展管3向下伸出。伸展管3在伸出的同時，其前端射出壓力流體來破開巖層巖石，在巖層巖石中形成孔道。伸展管3插入該孔道后繼續(xù)伸出以在巖層內(nèi)形成連續(xù)的孔道，該孔道即為油流通道。

優(yōu)選地，該伸展管3為柔性管。由于伸展管3具有柔性，伸展管3可以在外殼1內(nèi)彎曲，伸展管3的長度可以設(shè)置得比外殼1長。在鉆取油流通道時，伸展管3伸出的長度更長，鉆取的油流通道更深。

優(yōu)選地，井下鉆孔裝置10還包括導(dǎo)向件7。導(dǎo)向件7設(shè)置在外殼1的末端。導(dǎo)向件7上設(shè)置有與外殼1的軸線呈夾角的通孔。伸展管3從該通孔中穿過。這樣，由于伸展管3的具有柔性，伸展管3向外伸出時能被導(dǎo)向件7引導(dǎo)向傾斜于外殼1的軸向伸出，在對巖層進行鉆孔時，可以鉆出延伸方向傾斜于軸向的油流通道。

優(yōu)選地，導(dǎo)向件7與葉輪4相互靠近設(shè)置。伸展管3在葉輪4的驅(qū)動下進入到導(dǎo)向件7中，而導(dǎo)向件7強迫伸展管3進行彎轉(zhuǎn)，伸展管3在葉輪4和導(dǎo)向件7之間彎折，由于導(dǎo)向件7與葉輪4相互靠近，伸展管3在葉輪4和導(dǎo)向件7之間的長度較短，伸展管3不會過大形變而導(dǎo)致伸展管3無法伸出。

優(yōu)選地，導(dǎo)向件7構(gòu)造為設(shè)置成v形的條狀結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向件7的兩端連接到外殼1的端部。導(dǎo)向件7的尖端朝向背離外殼1方向。導(dǎo)向件7在井下鉆孔裝置10中形成尖端，在井下鉆孔裝置10下入到井筒中并在井筒中運動時，導(dǎo)向件7能 引導(dǎo)井下鉆孔裝置10在井筒中運動方向使得井下鉆孔裝置10能順利進入到目標巖層中。同時，在進行鉆孔時，這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向件7對外殼1內(nèi)的流體流動的阻力較小。

優(yōu)選地，伸展管3的外螺紋32為多頭螺紋。采用多頭螺紋可以設(shè)置較大的升角，在葉輪4轉(zhuǎn)動時，葉輪4與外螺紋32之間的摩擦較小，葉輪4在受到較小的作用力即可驅(qū)動伸展管3向外伸出，即葉輪4在較小的流體驅(qū)動下即可使得伸展管3向外伸出。

優(yōu)選地，伸展管3還包括噴嘴8。噴嘴8設(shè)置在伸展管3的管體31的末端。噴嘴8構(gòu)造為大致的管狀結(jié)構(gòu)。噴嘴8的一端設(shè)置有軸向伸出的卡爪34，噴嘴8的另一端接通于伸展管3的管體31的末端?？ㄗ?4伸入到孔道內(nèi)后能阻止伸展管3繞軸線轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，卡爪34設(shè)置有多個。多個卡爪34在周向上均勻分布?？ㄗ?4構(gòu)造為螺旋上升的凸臺。凸臺的螺旋方向與外螺紋32的螺旋方向一致。壓力流體從相鄰兩個凸臺之間的間隙溢出時，壓力流體對卡爪34施加一個轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩與葉輪4對伸展管3施加的轉(zhuǎn)矩方向相反。由此，在對巖層進行鉆孔時噴嘴8還可以阻礙伸展管3轉(zhuǎn)動。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。