钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钻头，它包括本体、设置在本体底部的喷嘴、设置在本体外部的刀翼，本体内具有与喷嘴连通的冲洗通道，本体上开设有与冲洗通道连通的射流孔，在射流孔与喷嘴之间还设有导向旋流组件。导向旋流组件包括固设在本体内的导向旋流杆。导向旋流组件还包括固设在本体内的卡环，卡环上开设有与冲洗通道连通的贯通孔，导向旋流杆固设在卡环上。本实用新型专利技术通过安装在本体内的导向旋流组件，使钻井泥浆在井底形成连续的旋转流，钻井泥浆经钻头的喷嘴能形成高速旋转射流，增强井底清洗效果，并辅助破岩；本体上端的斜向射流孔能产生斜向上的喷射流，与井底的高速旋转射流共同作用，实现高效破岩、携岩，从而提高钻井速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开采领域，尤其涉及了一种钻头。
技术介绍
随着石油天然气资源勘探与开发的深入，地质条件复杂、机械钻速低、钻井成本增加等问题日趋明显。尤其随着钻井深度的不断增加，井筒内的钻井液柱压力也不断而增大，对岩肩的压持效应越来越明显，钻井过程中的水力能量的传输、转换、分配及利用效率也随着井深的增加进一步降低，这直接导致了钻井速度的下降。适用性钻头的优选、钻井水力参数的优化设计、水力能力高效辅助破岩与清洗井底岩肩，已经成为提高钻井速度、缩短建井周期、降低钻井成本的有效手段。在钻井过程中，钻头与岩石相接触，从而通过切削、冲压等作用破碎岩石。刮刀钻头结构简单、制造方便，在泥岩和页岩等软地层中可以得到高的机械钻速和钻头进尺，但在钻遇较硬地层或软硬交错硬夹层时，钻头吃入困难，钻井效率低。因此，如何通过改进刮刀钻头结构、如何提高水力能量的传输、转换以及充分利用来改善井底岩石的应力状态和流场分布，是进一步提升钻头的破岩效率和清洗井底岩肩效果必须解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供了一种钻头，其可以使钻井泥浆在井底形成连续的高速旋转射流，实现高效的冲洗井底和携带岩肩，从而提尚机械钻速和破岩效率。本技术的具体技术方案是:一种钻头，它包括本体、设置在所述本体底部的喷嘴、设置在所述本体外部的刀翼，所述本体内具有与所述喷嘴连通的冲洗通道，所述本体上开设有与所述冲洗通道连通的射流孔，在所述射流孔与所述喷嘴之间还设有导向旋流组件。优选地，所述射流孔的轴线自外向内逐渐向下倾斜。优选地，所述射流孔为多个，多个所述射流孔围绕所述本体的轴线排布。优选地，所述导向旋流组件包括固设在所述本体内的导向旋流杆。优选地，所述导向旋流组件还包括固设在所述本体内的卡环，所述卡环上开设有与所述冲洗通道连通的贯通孔，所述导向旋流杆固设在所述卡环上。优选地，所述导向旋流杆穿设在所述卡环上，所述导向旋流杆向上伸出所述卡环的一端设置有螺帽。优选地，所述导向旋流杆向上伸出所述卡环的一端的横截面呈矩形，所述卡环开设有与所述导向旋流杆伸出卡环一端相匹配的槽。优选地，所述导向旋流杆与所述冲洗通道同轴设置。优选地，所述螺帽的顶部呈弧形。优选地，所述本体内形成有一台阶，所述卡环卡设在该台阶上。本技术通过安装在本体内的导向旋流组件，使钻井泥浆在井底形成连续的旋转流，钻井泥浆经钻头的喷嘴能形成高速旋转射流，增强井底清洗效果，并辅助破岩；本体上端的斜向射流孔能产生斜向上的喷射流，与井底的高速旋转射流共同作用，实现高效破岩、携岩，从而提高钻井速度。【附图说明】在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本技术。图1显示了本申请中钻头的一个具体实施例的结构示意图。图2显示了图1的剖视图。图3显示了图2中A-A向的截面示意图。图4显示了图1中导向旋流杆的结构示意图。以上附图的附图标记:1、本体；11、台阶；2、刀翼；31、备帽；32、卡环；33、导向旋流杆；34、贯通孔；4、喷嘴；5、射流孔。【具体实施方式】结合附图和本技术【具体实施方式】的描述，能够更加清楚地了解本技术的细节。但是，在此描述的本技术的【具体实施方式】，仅用于解释本技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本技术的限制。在本技术的教导下，技术人员可以构想基于本技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本技术的范围。参照图1和图2所示，本申请公开了一种钻头，它包括本体1、设置在所述本体I底部的喷嘴4、设置在所述本体I外部的刀翼2。所述本体I内具有与所述喷嘴4连通的冲洗通道。所述本体I上开设有与所述冲洗通道连通的射流孔5。在所述射流孔5与所述喷嘴4之间还设有导向旋流组件。图1显示了本申请中钻头的一个【具体实施方式】。在本实施方式，参照图1所示，该钻头包括本体I和刀翼2。本体I大致呈圆柱形。在本体I上还开设有射流孔5。射流孔5也可以为多个。多个射流孔5可以绕本体I的轴线对称排布，从而达到受力均匀。刀翼2设置在本体I外部。刀翼2上具有多个切削齿。一般刀翼2自本体I的底部外缘向上延伸排布。刀翼2—般为多个。多个刀翼2可以绕本体I的轴线对称排布，从而达到受力均匀。在本实施方式中，射流孔5高于刀翼2的最上沿。在本实施方式中，射流孔5的轴线自外向内逐渐向下倾斜。钻井泥浆在经过斜向射流孔5时，通过小孔径射流孔5的节流作用，能够产生连续的自内向外斜向上的高速射流。高速射流会对本体I产生一个反向冲击作用，产生的反向冲击力作用在本体I上可转化为钻压，从而提高钻头的破岩效率。高速射流的喷出可以使得位于钻头的本体I与井眼之间的环空中的泥浆向上高速运动，从而在该区域产生一个负压区，该负压区对井底泥浆及岩肩可起到一个负压“虹吸作用”，从而提高钻井泥浆的携岩效率。结合图2所示，本体I的顶部具有内锥形螺纹，以便与其他机构连接。该钻头还包括喷嘴4。喷嘴4设置在本体I的底部，从而能将进入本体I内部的高速旋转泥浆自喷嘴4喷出。结合图2所示，导向旋流组件设置在本体I内。导向旋流组件位于射流孔5和喷嘴4之间。钻井泥浆在井底流经导向旋流杆33时，通过泥浆本身的螺旋流动及水力能量，能够形成连续的高速旋转流。旋流钻井泥浆经钻头的喷嘴4能形成高速旋转射流，增强井底清洗效果，并辅助破岩。结合图3所示，在本实施方式中，本体I内部设置有一台阶11。导向旋流组件包括卡环32、导向旋流杆33和备帽31。卡环32通过该台阶11卡固定设置在本体I上。卡环32的内部可以开设有四组绕本体I的轴线方向均匀排布的贯通孔34。贯通孔34可以呈扇形，以起导流作用。结合图4所示，导向旋流杆33的下端呈螺旋状，从而对位于贯通孔34与喷嘴4之间的液体起到螺旋导向。在本实施方式中，导向旋流杆33的上端穿过卡环32并伸出卡环32。导向旋流杆33的上端的横截面呈矩形，卡环32开设有与所述导向旋流杆33伸出卡环32 —端相匹配的矩形槽，以便于导向旋流杆33的定位。在导向旋流杆33的上端还设置有与导向旋流杆33相匹配的备帽31。备帽31能够将导向旋流杆33固定在卡环32上。备帽31的顶部呈弧形，以起到导流和抗冲蚀的作用。在一个优选的实施方式中，为了受力均匀，导向旋流杆33与冲洗通道可以同轴设置。导向旋流杆33与本体I可以同轴设置。与现有技术相比，本技术的有如下优点:1.本技术的结构合理紧凑，安装方便；2、通过本体I上端的斜向射流孔5能产生斜向上的喷射流，既可增加钻压，提高钻头的破岩效率，又可对井底岩肩起到一个负压“虹吸作用”，提高钻井泥浆的携岩效率。3、通过安装在本体I水眼内的导向旋流组件，使钻井泥浆在井底形成连续的高压旋转射流，辅助破岩，提升破岩效率，同时增强井底清洗效果，实现高效携岩，提高钻头的机械钻速。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头，其特征在于，它包括本体、设置在所述本体底部的喷嘴、设置在所述本体外部的刀翼，所述本体内具有与所述喷嘴连通的冲洗通道，所述本体上开设有与所述冲洗通道连通的射流孔，在所述射流孔与所述喷嘴之间还设有导向旋流组件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张义，孙粉锦，鲍清英，穆福元，李五忠，张继东，东振，陈姗姗，王勃，杨焦生，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11