專利名稱：井下高壓水力射孔器旋流噴咀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于從井中開采油、氣、水；可溶解或可溶化物質或礦物泥漿的方法或設備技術領域，具體涉及到射孔器的零件。
專利號為2203778A、發明名稱為《一種改進的油井鉆孔裝置和方法》的英國專利，該專利所用的噴咀為在殼體內裝有直的噴水管，高壓水流從該噴咀噴射出，將巖石沖碎，實現在井下巖石上射孔目的，井下高壓水力射孔器采用這種噴咀在井下巖石上射孔，所射的孔孔徑小、孔淺，不能適應油、氣井的高產要求。此外，噴咀的前端面直接與被侵徹的巖石面接觸，一方面噴咀與巖石面之間的射距為零，高壓水流所射的孔孔徑小，另一方面噴咀很容易被損壞，使用壽命短，一但噴咀被損壞，需停止作業，將井下高壓水力射孔器從井下取出，重新更換噴咀，影響了井下作業進程。
本實用新型的目的在于克服上述噴咀的缺點，為井下高壓水力射孔器提供一種所射的孔孔徑大且孔深、使用壽命長的旋流噴咀。
為達到上述目的，本實用新型采用的解決方案是在殼體的一端設有管接頭或接孔，在殼體內一側設表面加工有能使流體改變流動方向的旋流槽或旋流孔的旋流子，殼體內另側構成錐體狀旋流腔，在錐體狀旋流腔的頂端加工有噴射孔，殼體的外側加工有排屑槽，在殼體的另一端設有定距爪。
本實用新型旋流子表面上加工的旋流槽或旋流孔有2～8道或個，加工在該旋流子的側面。本實用新型殼體內右側錐體狀旋流腔側面的切平面與中心平面的二面角α的取值范圍為30°≤α≤75°。
本實用新型旋流子表面旋流槽或旋流孔的中心線與旋流子中心線的夾角β的取值范圍為25°≤β≤75°。
本實用新型安裝在高壓水力射孔器上進行試驗，在巖石靶上打孔，在厚度為300～500mm的不同硬度巖石靶上打孔，打出的孔徑可達60mm，在厚度為500mm和700mm的兩塊巖石靶上打孔，能將兩塊巖石射穿，本實用新型若安裝在具有隨動裝置的井下高壓水力射孔器上在巖石上射孔，射孔深度可達2.5～3m。本實用新型與GB2203778A專利相比，噴咀的外殼內安裝有旋流子，高速高壓水流經旋流子在殼體內的旋流腔旋流經噴射孔噴射出，高速高壓旋轉水流所射的孔徑大且孔深，在噴咀前端設有定距爪，使噴咀與巖石面保留一定的射程，而且使噴咀前端不容易被撞壞，延長了噴咀的使用壽命。本實用新型可安裝在井下高壓水力射孔器上使用。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
圖2是
圖1的右視圖。
圖3是
圖1中旋流子的主視圖。
圖4是圖3的左視圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
在
圖1、2、3、4中，在殼體2的左端用螺紋聯接有管接頭1，在殼體2內安裝有旋流子3，本實施例的旋流子3為圓柱形，在旋流子3的圓柱側面均布加工有兩道旋流槽3-1，該旋流槽3-1的中心線與旋流子3的中心線的夾角β為25°，旋流槽3-1的徑向截面為正三角形，槽頂角γ為60°，旋流槽3-1也可加工成徑向截面為矩形的旋流槽3-1或徑向截面為圓形的旋流孔，高速高壓水流沿著旋流槽3-1流動成為旋轉水流。殼體2內右側構成錐體狀的旋流腔2-3，該旋流腔2-3側面的切平面與殼體2的中心平面的二面角α為30°，高速高壓水流經旋流子3的旋流槽3-1進入旋流腔2-3后，形成邊前進邊繞中心軸高速旋轉的旋流體，在離心力的作用下，使旋流體緊貼旋流腔2-3的錐面，形成中空的圓錐體水射流。在圓錐體狀旋流腔2-3的頂部加工有噴射孔2-2，高速高壓旋轉水流可從噴射孔2-2噴射出，將巖石沖碎，實現在巖石上射孔。在殼體2外表面軸向加工有6道排屑槽2-4，排屑槽2-4用于將高速高壓旋轉水流沖碎的巖石從排屑槽2-4內排出。在殼體2的右端還加工有定距爪2-1，本實施例殼體2的右端有6個定距爪2-1，定距爪2-1用于本實用新型在巖石上射孔時使得噴射孔2-2與巖石面之間始終保持固定的距離，以防本實用新型前進時噴射孔2-2以及殼體2的右端面被巖石撞壞，同時使得高速高壓中空的圓錐體水射流與巖石面之間保持固定的射距。
設計人給出了本實用新型第二個實施例，在本實施例中，在旋流子3的側面均布加工有5道旋流槽3-1，該旋流槽3-1的徑向截面為正三角形，槽頂角γ為60°，也可加工成徑向截面為矩形的旋流槽3-1或加工成徑向截面為圓形的旋流孔，該旋流槽3-1中心線與旋流子3中心線的夾角β可在25～75°的范圍內選取，本實施例旋流槽3-1中心線與旋流子3中心線的夾角β為50°。殼體2內右側旋流腔2-3側面的切平面與殼體2的中心平面的二面角α可在30～75°范圍內任意選取，本實施例旋流腔2-3側面的切平面與殼體2的中心平面的二面角α為52.5°。
設計人給出了本實用新型第三個實施例，在本實施例中，在旋流子3的側面均布加工有8道旋流槽3-1，該旋流槽3-1的徑向截面為正三角形，槽頂角為60°，也可加工成徑向截面為矩形的旋流槽3-1或加工成徑向截面為圓形的旋流孔，該旋流槽3-1中心線與旋流子3中心線的夾角β可在25～75°的范圍內任意選取，本實施例旋流槽3-1中心線與旋流子3中心線的夾角β為75°。殼體2內右側旋流腔2-3側面的切平面與殼體2的中心平面的二面角α可在30～75°范圍內任意選取，本實施例旋流腔2-3側面的切平面與殼體2的中心平面的二面角α為75°。
還可根據上述原理設計出另外一種具體結構的井下高壓水力射孔器旋流噴咀。
權利要求1.一種井下高壓水力射孔器旋流噴咀，其特征在于在殼體[2]的一端設有管接頭[1]，在殼體[2]內一側設表面加工有能使流體改變流動方向的旋流槽[3-1]的旋流子[3]，殼體[2]內另一側構成錐體狀旋流腔[2-3]，在錐體狀旋流腔[2-3]的頂端加工有噴射孔[2-2]，殼體[2]的外側加工有排屑槽[2-4]，在殼體[2]的另一端設有定距爪[2-1]。
2.按照權利要求1所述的井下高壓水力射孔器旋流噴咀，其特征在于所說旋流子[3]表面上加工的旋流槽[3-1]有2～8道，加工在該旋流子[3]的側面；所說殼體[2]內右側錐體狀旋流腔[2-3]側面的切平面與中心平面的二面角α取值范圍為30°≤α≤75°。
3.按照權利要求1或2所述的井下高壓水力射孔器旋流噴咀，其特征在于所說旋流子[3]表面旋流槽[3-1]的中心線與旋流子[3]中心線的夾角β取值范圍為25°≤β≤75°。
專利摘要一種井下高壓水力射孔器旋流噴嘴,在殼體的一端設有管接頭或接孔,在殼體內設表面加工有能使流體改變流動方向的旋流槽或旋流孔的旋流子,殼體內右側構成錐體狀旋流腔,在錐體狀旋流腔的頂端加工有噴射孔,殼體的外側加工有排屑槽,在殼體的另一端設有定距爪。本實用新型安裝在高壓水力射孔器上在巖石靶上經打孔試驗,打出的孔徑達60mm,能將500mm、700mm的巖石靶射穿,可在油、氣井以及水井的井下高壓水力射孔器上使用。
文檔編號E21B43/11GK2297539SQ9723962
公開日1998年11月18日 申請日期1997年5月20日 優先權日1997年5月20日
發明者張曦, 張廷漢 申請人:西安市通源科技產業有限責任公司