水力喷射钻孔用位移补偿装置及作业管柱的制作方法

1.本发明涉及采油技术领域，尤其涉及一种水力喷射钻孔用位移补偿装置及作业管柱。


背景技术：

2.目前，水力喷射定向钻孔技术作为一种新的增产工艺，在低渗透油田开发领域越来越多地得到应用，如：地质勘探、油井增产和改善注汽、注水效果等。通过该技术可直接有效地沟通储层远端裂缝或者井筒近井地带实现解堵，提高生产层段的渗透能力，使井间剩余油得到动用，实现增产增效。
3.水力喷射定向钻孔技术，即在油井中下入水力喷射定向钻孔管柱，井口打压，先对所需特定地层对应的套管进行开窗，再次打压，钻进机构通过该开窗位置进入地层实施钻孔，从而在地层中形成长距离孔道，提高地层渗透率，进而实现增产增效。目前，油田的油井直径大多为5寸或者5.5寸，在如此小通径的套管中对地层实施径向钻孔的过程中，对特定位置的套管成功开窗后，开窗的位置与钻孔的位置存在位移差，由于位移差的存在钻进机构根本无法通过该开窗位置。
4.具体的，在井下开窗、钻孔过程中，如图1所示，受到套管901通径尺寸的限制，钻孔机构难以沿套管901的径向进行钻孔，钻孔机构只能通过钻孔机构的轨迹槽903以一定倾斜角度对套管901的管壁进行开窗，开窗后再对与开窗位置902相对的地层进行钻孔，由于轨迹槽903存在倾斜角度，钻孔机构沿着轨迹槽903中的运动轨迹904进入地层后会处于偏上的位置，无法从开窗位置902顺利通过，从而导致整个水力喷射定向钻孔技术都无法正常实施。
5.针对相关技术中钻孔机构沿着轨迹槽进入地层后无法从开窗位置顺利通过的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
6.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种水力喷射钻孔用位移补偿装置及作业管柱，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种水力喷射钻孔用位移补偿装置及作业管柱，通过控制地面向管柱内泵入压力，根据管柱内压力的变化即可调节钻进机构的位置，从而补偿钻进机构在油井套管开窗状态与地层钻孔状态之间的位置差，确保钻进机构能够准确的在开窗位置进行钻孔作业，结构简单、操作简便，大大提高钻孔作业效率，满足试验和现场的施工要求。
8.本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
9.本发明提供了一种水力喷射钻孔用位移补偿装置，其设置于油管的底部，并随所述油管下入至井内的预定位置，所述水力喷射钻孔用位移补偿装置包括中心管和外套筒，其中：
10.所述中心管和所述外套筒均为沿竖直方向设置的顶部开口、底部开口的筒状结构，所述外套筒能上下滑动地套设于所述中心管的外侧上部，所述外套筒的顶部与所述油管的底部连接，所述中心管的底部与钻孔管柱连接；
11.所述外套筒的下部内壁与所述中心管的外壁之间形成有容置腔，所述容置腔内设置有能对所述钻孔管柱分别处于开窗状态和钻孔状态时的位置进行调节和定位的轨迹环组件，上提所述中心管，通过所述轨迹环组件对所述中心管的上提高度进行定位，所述钻孔管柱处于钻孔状态时的上提高度小于所述钻孔管柱处于开窗状态时的上提高度，以使所述钻孔管柱能够对准开窗位置进行钻孔。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述轨迹环组件包括第一轨迹环、第二轨迹环和轨迹定位环，其中：
13.所述第一轨迹环、所述轨迹定位环和所述第二轨迹环由上至下依次设置于所述容置腔内，所述第一轨迹环和所述第二轨迹环均能上下滑动地套设于所述中心管的外侧，且所述第一轨迹环的外壁和所述第二轨迹环外壁均与所述外套筒的内壁连接，所述轨迹定位环能沿所述中心管的周向转动地套设于所述中心管的外侧，所述第一轨迹环的底部沿所述第一轨迹环的周向间隔开设有第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽的深度大于所述第二定位槽的深度，各相邻所述第一定位槽与所述第二定位槽之间设置有锯齿状第一轨迹凸台，所述第二轨迹环的顶部沿所述第二轨迹环的周向设置有与所述第一轨迹凸台相配合的锯齿状第二轨迹凸台，所述第二轨迹凸台的顶部与所述第一轨迹凸台的底部之间沿所述中心管的周向形成有螺旋状滑道，所述轨迹定位环的外壁上设置有至少一个轨迹钉；
14.当所述钻孔管柱处于自由状态时，所述轨迹钉的底部和顶部分别与所述第二轨迹凸台的顶部和所述第一轨迹凸台的底部配合抵接；
15.当所述钻孔管柱处于开窗状态时，通过上提所述中心管带动所述轨迹定位环向上滑动，所述轨迹钉沿所述螺旋状滑道滑动至所述第一定位槽内，所述轨迹钉的顶部与所述第一定位槽的顶部内壁抵接；
16.当所述钻孔管柱处于钻孔状态时，下放所述中心管，以使所述轨迹钉返回至所述螺旋状滑道内，通过再次上提所述中心管带动所述轨迹定位环向上滑动，所述轨迹钉沿所述螺旋状滑道滑动至与所述第一定位槽相邻的所述第二定位槽内，所述轨迹钉的顶部与所述第二定位槽的顶部内壁抵接。
17.在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的外侧固定套设有限位环，位于所述限位环上方的所述中心管的外壁上设置有第一限位凸台，所述轨迹定位环能沿所述中心管的周向转动地夹设于所述限位环的顶部与所述第一限位凸台的底部之间。
18.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一轨迹环的外壁上开设有多个第一固定孔，所述第二轨迹环的外壁上开设有多个第二固定孔，各所述第一固定孔和各所述第二固定孔内均设置有第一定位钉，所述第一轨迹环的外壁与所述外套筒的内壁之间以及所述第二轨迹环的外壁与所述外套筒的内壁之间均通过所述第一定位钉连接。
19.在本发明的一较佳实施方式中，所述轨迹钉的横截面为三角形，所述第一定位槽的顶部内壁和所述第二定位槽的顶部内壁均为斜面，所述轨迹钉的顶部能与所述第一定位槽的顶部内壁和所述第二定位槽的顶部内壁配合抵接。
20.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一定位槽的深度范围为10mm至30mm；所述
第二定位槽的深度范围为40mm至60mm，且所述第一定位槽的深度与所述第二定位槽的深度之间的差值为20mm至30mm。
21.在本发明的一较佳实施方式中，所述外套筒包括上套筒和下套筒，所述上套筒的底部与所述下套筒的顶部连接，所述容置腔位于所述下套筒的下部内壁与所述中心管的外壁之间。
22.在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上沿所述中心管的轴向开设有滑槽，所述下套筒上与所述滑槽相对的位置设置有防转钉，所述防转钉的一端与所述下套筒的内壁连接，所述防转钉的另一端能滑动地嵌入所述滑槽内。
23.在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上设置有第二限位凸台，所述第二限位凸台的底部、所述下套筒的顶部、所述上套筒的内壁和所述中心管的外壁之间形成调压腔，所述中心管的内壁上开设有与所述调压腔相连通的调压孔。
24.在本发明的一较佳实施方式中，所述上套筒的内壁与所述第二限位凸台的外壁之间设置有多个第一密封圈。
25.在本发明的一较佳实施方式中，所述上套筒的内壁上设置有第三限位凸台，所述第三限位凸台的底部、所述第二限位凸台的顶部、所述上套筒的内壁和所述中心管的外壁之间形成第一呼吸腔，所述上套筒的外壁上开设有与所述第一呼吸腔相连通的第一呼吸孔。
26.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一呼吸孔处设置有过滤网，所述过滤网通过第二定位钉固定在所述上套筒的外壁上。
27.在本发明的一较佳实施方式中，所述第三限位凸台的内壁与所述中心管的外壁之间设置有多个第二密封圈。
28.在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的顶部固定套设有支撑环；
29.当所述钻孔管柱处于自由状态时，所述支撑环的底部与所述第三限位凸台的顶部抵接；
30.当所述钻孔管柱处于开窗状态和钻孔状态时，所述支撑环的底部、所述第三限位凸台的顶部、所述上套筒的内壁和所述中心管的外壁之间形成第二呼吸腔，所述支撑环上开设有连通所述第二呼吸腔与所述支撑环上方空间的第二呼吸孔。
31.在本发明的一较佳实施方式中，所述下套筒的内壁与所述中心管的外壁之间设置有多个第三密封圈。
32.在本发明的一较佳实施方式中，所述水力喷射钻孔用位移补偿装置还包括下接头，所述下接头的顶部与所述中心管的底部连接，所述下接头的底部与所述钻孔管柱连接。
33.本发明提供了一种作业管柱，所述作业管柱包括油管、钻孔管柱和上述的水力喷射钻孔用位移补偿装置，其中：
34.所述水力喷射钻孔用位移补偿装置的顶部与所述油管的底部连接，所述水力喷射钻孔用位移补偿装置的底部与所述钻孔管柱的顶部连接，所述钻孔管柱随所述油管和所述水力喷射钻孔用位移补偿装置下入至井内预定的钻孔位置。
35.由上所述，本发明的水力喷射钻孔用位移补偿装置及作业管柱的特点及优点是：在中心管的外侧上部能上下滑动地套设有外套筒，外套筒的顶部与油管连接，中心管的底部与钻孔管柱连接，通过油管、外套筒和中心管将钻孔管柱下入至井内的预定位置，在外套
筒的内壁与中心管的外壁之间的容置腔内设置有轨迹环组件，向油管内泵入压力，压力可依次通过油管和外套筒进入至中心管内，从而通过压力控制中心管进行上提，并通过轨迹环组件对中心管的上提高度进行定位，进而对钻孔管柱分别处于开窗状态和钻孔状态时的位置进行调节和定位，使得钻孔管柱处于钻孔状态时的上提高度小于钻孔管柱处于开窗状态时的上提高度，补偿了钻孔管柱的开窗位置与钻孔位置之间的高度差，确保钻孔管柱在钻孔状态下能够对准开窗位置，大大提高钻孔作业效率，本发明结构简单、操作简便，适于现场作业，满足试验和现场作业的施工要求。
附图说明
36.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
37.其中：
38.图1：为现有技术中钻孔机构在套筒内的运动轨迹示意图。
39.图2：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置处于自由状态的结构示意图。
40.图3：为图2中a位置的局部放大图。
41.图4：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置中第一轨迹环的结构示意图。
42.图5：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置中第二轨迹环的结构示意图。
43.图6：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置中轨迹定位环的结构示意图。
44.图7：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置中第一呼吸孔位置的局部放大图。
45.图8：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置处于开窗状态的结构示意图。
46.图9：为本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置处于钻孔状态的结构示意图。
47.背景技术中的附图标号为：
48.901、套管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
902、开窗位置；
49.903、轨迹槽；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
904、运动轨迹。
50.本发明中的附图标号为：
51.1、下接头；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2、中心管；
52.201、第一限位凸台；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
202、滑槽；
53.203、调压孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
204、第二限位凸台；
54.3、限位环；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4、第二轨迹环；
55.401、第二轨迹凸台；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
402、第二固定孔；
56.5、第一定位钉；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6、轨迹定位环；
57.601、轨迹钉；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
7、第一轨迹环；
58.701、第一轨迹凸台；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
702、第一定位槽；
59.703、第二定位槽；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
704、第一固定孔；
60.8、下套筒；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
801、容置腔；
61.9、防转钉；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10、上套筒；
62.1001、第一呼吸腔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1002、第一呼吸孔；
63.1003、调压腔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1004、第三限位凸台；
64.1005、第二呼吸腔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11、过滤网；
65.12、第二定位钉；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13、支撑环；
66.14、第一密封圈；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15、第二密封圈；
67.16、第三密封圈。
具体实施方式
68.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
69.实施例一
70.如图2至图9所示，本发明提供了一种水力喷射钻孔用位移补偿装置，其设置于油管的底部，并随油管下入至井内的预定位置。该水力喷射钻孔用位移补偿装置包括中心管2和外套筒，其中：中心管2和外套筒均为沿竖直方向设置的顶部开口、底部开口的圆筒状结构，外套筒能上下滑动地套设于中心管2的外侧上部，外套筒的顶部与油管的底部螺纹连接，中心管2的底部与钻孔管柱的顶部螺纹连接；在外套筒的下部内壁与中心管2的外壁之间形成有圆环形容置腔801，容置腔801内设置有能对钻孔管柱分别处于开窗状态和钻孔状态时的位置进行调节和定位的轨迹环组件，上提中心管2，并通过轨迹环组件对中心管2的上提高度进行定位，保证钻孔管柱处于钻孔状态时的上提高度小于钻孔管柱处于开窗状态时的上提高度，以使钻孔管柱能够对准开窗位置进行钻孔。
71.本发明在中心管2的外侧上部能上下滑动地套设有外套筒，外套筒的顶部与油管连接，中心管2的底部与钻孔管柱连接，通过油管、外套筒和中心管2将钻孔管柱下入至井内的预定位置，在外套筒的内壁与中心管2的外壁之间的容置腔801内设置有轨迹环组件，向油管内泵入压力，压力可依次通过油管和外套筒进入至中心管2内，从而通过压力控制中心管2进行上提，并通过轨迹环组件对中心管2的上提高度进行定位，进而对钻孔管柱分别处于开窗状态和钻孔状态时的位置进行调节和定位，使得钻孔管柱处于钻孔状态时的上提高度小于钻孔管柱处于开窗状态时的上提高度，补偿了钻孔管柱的开窗位置与钻孔位置之间的高度差，确保钻孔管柱在钻孔状态下能够对准开窗位置，大大提高钻孔作业效率。
72.在本发明的一个可选实施例中，如图2至图6所示，轨迹环组件包括第一轨迹环7、第二轨迹环4和轨迹定位环6，其中：第一轨迹环7、第二轨迹环4和轨迹定位环6均为沿水平方向设置的圆环状结构，第一轨迹环7、轨迹定位环6和第二轨迹环4由上至下依次设置于容置腔801内，第一轨迹环7和第二轨迹环4均能上下滑动地套设于中心管2的外侧，且第一轨迹环7的外壁和第二轨迹环4外壁均与外套筒的内壁连接，轨迹定位环6能沿中心管2的周向转动地套设于中心管2的外侧，第一轨迹环7的底部沿第一轨迹环7的周向间隔开设有第一定位槽702和第二定位槽703，第一定位槽702的深度大于第二定位槽703的深度，各相邻第一定位槽702与第二定位槽703之间设置有锯齿状第一轨迹凸台701，第二轨迹环4的顶部沿第二轨迹环4的周向设置有与第一轨迹凸台701相配合的锯齿状第二轨迹凸台401，第二轨迹凸台401的顶部与第一轨迹凸台701的底部之间沿中心管2的周向形成有螺旋状滑道，轨迹定位环6的外壁上设置有至少一个轨迹钉601。当钻孔管柱处于自由状态时，轨迹钉601可位于螺旋状滑道内的任意位置，轨迹钉601的底部与第二轨迹凸台401的顶部配合抵接，轨迹钉601的顶部与第一轨迹凸台701的底部配合抵接；当钻孔管柱处于开窗状态时，通过上提中心管2带动轨迹定位环6向上滑动，由于轨迹钉601位于第二轨迹凸台401的顶部与第一轨迹凸台701的底部之间，轨迹钉601沿螺旋状滑道滑动(即：轨迹定位环6向上滑动的同时
沿中心管2的周向转动)至第一定位槽702内，轨迹钉601的顶部与第一定位槽702的顶部内壁抵接，通过第一定位槽702与轨迹钉601的配合对开窗状态下中心管2与外套筒的位置进行定位，从而对开窗状态下钻孔管柱的上提高度进行定位；当钻孔管柱处于钻孔状态时，下放中心管2，以使轨迹钉601返回至螺旋状滑道内，通过再次上提中心管2带动轨迹定位环6向上滑动，轨迹钉601继续沿螺旋状滑道滑动至与第一定位槽702相邻的第二定位槽703内，轨迹钉601的顶部与第二定位槽703的顶部内壁抵接，通过第二定位槽703与轨迹钉601的配合对钻孔状态下中心管2与外套筒的位置进行定位，从而对钻孔状态下钻孔管柱的上提高度进行定位，由于第一定位槽702的深度大于第二定位槽703的深度，因此，钻孔状态下上提钻孔管柱的高度小于开窗状态下上提钻孔管柱的高度，从而补偿了钻孔管柱的开窗位置与钻孔位置之间的高度差，确保钻孔管柱在钻孔状态下能够对准开窗位置。
73.在本发明的一个可选实施例中，如图2、图3所示，中心管2的外侧套设有限位环3，限位环3为沿水平方向设置的圆环状结构，限位环3的内壁与中心管2的外壁螺纹连接，位于限位环3上方的中心管2的外壁上沿中心管2的周向设置有圆环状第一限位凸台201，轨迹定位环6能沿中心管2的周向转动地夹设于限位环3的顶部与第一限位凸台201的底部之间。通过限位环3和第一限位凸台201相配合，对限位环3为中心管2上的位置进行限位，确保限位环3仅能沿中心管2进行转动，限位环3与中心管2之间在竖直方向上不会发生相对移动。
74.进一步的，如图2至图5所示，第一轨迹环7的外壁上沿其周向均匀开设有多个第一固定孔704，第二轨迹环4的外壁上沿其周向均匀开设有多个第二固定孔402，各第一固定孔704和各第二固定孔402内均设置有第一定位钉5，第一轨迹环7的外壁与外套筒的内壁之间以及第二轨迹环4的外壁与外套筒的内壁之间均通过第一定位钉5固定连接。
75.进一步的，如图6所示，轨迹钉601的数量为多个，轨迹钉601的数量、第一定位槽702的数量和第二定位槽703的数量均相同，各轨迹钉601沿轨迹定位环6的周向均匀分布，各轨迹钉601的横截面均为三角形，第一定位槽702的顶部内壁和第二定位槽703的顶部内壁均为斜面，轨迹钉601的顶部能与第一定位槽702的顶部内壁和第二定位槽703的顶部内壁配合抵接，从而保证开窗状态下和钻孔状态下，外套筒与中心管2处于不同的连接位置时均能稳定连接。
76.进一步的，第一定位槽702的深度范围为10mm至30mm，第二定位槽703的深度范围为40mm至60mm，且第一定位槽702的深度与第二定位槽703的深度之间的差值为20mm至30mm，使得钻孔状态下钻孔管柱能够对准开窗位置，保证钻孔作业的顺利进行。
77.在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，外套筒包括上套筒10和下套筒8，上套筒10和下套筒8均为沿竖直方向设置的顶部开口、底部开口的圆筒状结构，上套筒10的底部与下套筒8的顶部螺纹连接，容置腔801位于下套筒8的下部内壁与中心管2的外壁之间。在中心管2的外壁上沿中心管2的周向设置有圆环状第二限位凸台204，第二限位凸台204的外壁与上套筒10的内壁相贴合，第二限位凸台204的底部、下套筒8的顶部、上套筒10的内壁和中心管2的外壁之间形成圆环状调压腔1003，中心管2的内壁上开设有与调压腔1003相连通的调压孔203。通过油管泵入的压力通过调压孔203进入至调压腔1003内，压力对第二限位凸台204的底部和下套筒8的顶部进行挤压，从而推动中心管2上提，根据通入压力的不同，满足钻孔管柱的开窗状态和钻孔状态时上提不同高度的要求。
78.进一步的，如图2所示，中心管2的外壁上沿中心管2的轴向开设有至少一个长条状
滑槽202，下套筒8上与滑槽202相对的位置设置有防转钉9，防转钉9的一端与下套筒8的内壁连接，防转钉9的另一端能滑动地嵌入滑槽202内。通过滑槽202与防转钉9的配合，对下套筒8和上套筒10在其周向上进行限位，保证下套筒8和上套筒10只能与中心管2沿竖直方向上发生相对滑动，避免下套筒8和上套筒10沿中心管2的周向发生转动。
79.进一步的，如图2所示，上套筒10的内壁与第二限位凸台204的外壁之间设置有多个第一密封圈14，各第一密封圈14套设于第二限位凸台204的外侧，且各第一密封圈14的内壁与第二限位凸台204的外壁紧密贴合，各第一密封圈14的外壁与上套筒10的内壁紧密贴合，通过各第一密封圈14的设置，保证上套筒10与第二限位凸台204之间良好的密封效果。
80.在本发明的一个可选实施例中，如图2、图7所示，上套筒10的内壁上沿上套筒10的周向设置有圆环状第三限位凸台1004，第三限位凸台1004的内壁与中心管2的外壁相贴合，第三限位凸台1004的底部、第二限位凸台204的顶部、上套筒10的内壁和中心管2的外壁之间形成圆环状第一呼吸腔1001，上套筒10的外壁上开设有与第一呼吸腔1001相连通的第一呼吸孔1002。中心管2上提过程中，第二限位凸台204上移至第一呼吸腔1001内，通过第一呼吸孔1002对第一呼吸腔1001内的压力进行调节，保证中心管2能够顺利上提。
81.进一步的，如图2、图7所示，第一呼吸孔1002处设置有过滤网11，过滤网11通过第二定位钉12固定在上套筒10的外壁上。通过过滤网11对井内的地层砂和原油等物质进行阻拦，避免上述物质进入第一呼吸腔1001，保证第一呼吸腔1001正常的调压作用。
82.进一步的，如图2所示，第三限位凸台1004的内壁与中心管2的外壁之间设置有多个第二密封圈15，各第二密封圈15套设于中心管2的外侧，且各第二密封圈15的内壁与中心管2的外壁紧密贴合，各第二密封圈15的外壁与第三限位凸台1004的内壁紧密贴合，通过各第二密封圈15的设置，保证中心管2与第三限位凸台1004之间良好的密封效果。
83.在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，中心管2的顶部设置有支撑环13，支撑环13为沿水平方向设置的圆环状结构，支撑环13套设于中心管2的外侧且支撑环13的内壁与中心管2的外壁螺纹连接；当钻孔管柱处于自由状态时，支撑环13的底部与第三限位凸台1004的顶部抵接；当钻孔管柱处于开窗状态和钻孔状态时，支撑环13的底部、第三限位凸台1004的顶部、上套筒10的内壁和中心管2的外壁之间形成圆环状第二呼吸腔1005，支撑环13上开设有连通第二呼吸腔1005与支撑环13上方空间(即：位于支撑环13上方的上套筒10的内部)的第二呼吸孔(未示出)。在钻孔管柱处于自由状态时，通过支撑环13对中心管2进行限位和固定，保证中心管2与上套筒10稳定连接。
84.进一步的，如图2所示，下套筒8的内壁与中心管2的外壁之间设置有多个第三密封圈16，各第三密封圈16套设于中心管2的外侧，且各第三密封圈16的内壁与中心管2的外壁紧密贴合，各第三密封圈16的外壁与下套筒8的内壁紧密贴合，通过各第三密封圈16的设置，保证下套筒8与中心管2之间良好的密封效果。
85.在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，水力喷射钻孔用位移补偿装置还包括下接头1，下接头1为沿竖直方向设置的圆筒状结构，下接头1的顶部内壁与中心管2的底部外壁螺纹连接，下接头1的底部外壁与钻孔管柱的顶部内壁螺纹连接。通过下接头1的设置，便于中心管2与钻孔管柱的连接和拆卸，便于现场施工作业。
86.进一步的，钻孔管柱为径向钻孔管柱。
87.进一步的，油井的直径可为但不限于5寸或者5.5寸。
88.本发明水力喷射钻孔用位移补偿装置的工作原理为：当需要对油井套管进行开窗动作时，如图8所示，通过地面向油管内通入高压液体，高压液体依次经过油管、上套筒10、中心管2和调压孔203后进入至调压腔1003内，从而推动中心管2、轨迹定位环6、限位环3、下接头1和钻孔管柱一起产生向上的轴向位移，此时，轨迹定位环6上的轨迹钉601沿螺旋状滑道滑动至第一定位槽702内，通过第一定位槽702与轨迹钉601的配合对开窗状态下中心管2与外套筒的位置进行定位，从而对开窗状态下钻孔管柱的上提高度进行定位，并对套管实施开窗动作。当开窗动作完成后，对调压腔1003进行泄压，中心管2、轨迹定位环6、限位环3、下接头1和钻孔管柱在自身重力的作用下恢复至原位(即：如图1所示的自由状态的位置)，此时，轨迹定位环6在轨迹钉601的带动下已沿中心管2的周向旋转了一定角度(此角度可为但不限于45
°
，即：轨迹定位环6和轨迹钉601在轴向上恢复原位，在周向上产生45
°
旋转)。当需要对地层进行钻孔动作时，如图9所示，通过地面再次向油管内通入高压液体，高压液体依次经过油管、上套筒10、中心管2和调压孔203后进入至调压腔1003内，从而再次推动中心管2、轨迹定位环6、限位环3、下接头1和钻孔管柱一起产生向上的轴向位移，此时，轨迹定位环6上的轨迹钉601沿螺旋状滑道滑动至第二定位槽703内，通过第二定位槽703与轨迹钉601的配合对钻孔状态下中心管2与外套筒的位置进行定位，从而对钻孔状态下钻孔管柱的上提高度进行定位，并对地层实钻孔动作。当钻孔动作完成后，再次对调压腔1003进行泄压，中心管2、轨迹定位环6、限位环3、下接头1和钻孔管柱在自身重力的作用下再次恢复至原位，此时，轨迹定位环6在轨迹钉601的带动下已沿中心管2的周向再次旋转了一定角度(此角度可为但不限于45
°
)，水力喷射钻孔用位移补偿装置又恢复至如图2所示的自由状态，如上所述对调压腔1003反复进行加压、泄压、加压操作，即可实现钻孔管柱在开窗位置和钻孔位置的循环切换，保证开窗动作和钻孔动作的顺利完成。
89.本发明的水力喷射钻孔用位移补偿装置的特点及优点是：
90.一、该水力喷射钻孔用位移补偿装置通过向油管内泵入压力，即可通过通入压力的大小对中心管2的上提高度进行控制，并通过轨迹环组件对中心管2的上提高度进行定位，进而对钻孔管柱分别处于开窗状态和钻孔状态时的位置进行调节和定位，使得钻孔管柱处于钻孔状态时的上提高度小于钻孔管柱处于开窗状态时的上提高度，补偿了钻孔管柱的开窗位置与钻孔位置之间的高度差，确保钻孔管柱在钻孔状态下能够对准开窗位置，大大提高钻孔作业效率。
91.二、该水力喷射钻孔用位移补偿装置在中心管2的外壁上开设滑槽202，下套筒8与中心管2之间通过滑槽202和防转钉9配合定位，保证下套筒8和上套筒10只能与中心管2沿竖直方向上发生相对滑动，避免下套筒8和上套筒10沿中心管2的周向发生转动，保证中心管2的正常上提。
92.三、该水力喷射钻孔用位移补偿装置在中心管2与上套筒10之间设置有多个第一密封圈14和多个第二密封圈15，在中心管2与下套筒8之间设置有多个第三密封圈16，保证中心管2与上套筒10和下套筒8滑动连接的同时，确保中心管2与上套筒10和下套筒8之间良好的密封效果。
93.实施例二
94.本发明提供了一种作业管柱，该作业管柱包括油管、钻孔管柱和上述的水力喷射钻孔用位移补偿装置，其中：水力喷射钻孔用位移补偿装置的顶部与油管的底部连接，水力
喷射钻孔用位移补偿装置的底部与钻孔管柱的顶部连接，钻孔管柱随油管和水力喷射钻孔用位移补偿装置下入至井内预定的钻孔位置。
95.进一步的，水力喷射钻孔用位移补偿装置与油管之间螺纹连接，水力喷射钻孔用位移补偿装置与钻孔管柱之间螺纹连接。
96.本发明作业管柱的特点及优点是：
97.该作业管柱用于对油井套管的开窗和对地层的钻孔，通过控制地面向作业管柱内泵入压力，根据管柱内压力的变化即可对水力喷射钻孔用位移补偿装置的上提高度进行调节，从而对钻孔管柱在井内的位置进行调节和定位，从而补偿钻孔管柱在开窗状态与钻孔状态之间的位置差，确保钻孔管柱处于钻孔状态时能够对准原开窗位置，保证钻孔作业的顺利进行，大大提高钻孔作业效率，满足试验和现场的施工要求，适于大范围推广使用。
98.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。