本实用新型专利技术提供一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，涉及石油钻井工具领域。该装置以钻头本体为主体，所述钻头本体上设有普通喷嘴，提供钻井液循环的通道。所述钻头本体内设有压力补偿系统，与轴承组相连通，用以平衡工作时的压力波动。所述钻头本体设有轴承组，该轴承组上设有牙轮，用以机械破损岩石。所述钻头本体内设有高压射流管接头，与高压工作液管线相连，为高压射流喷嘴提供高压射流，起到水力破碎岩石与加快岩屑上返的作用。本实用新型专利技术实现了机械与水力联合破岩，有效解决了砂砾岩地层钻进过程中，三牙轮钻头磨损严重，卡钻事故频发的问题，大幅度提高砂砾岩地层的钻井效率与安全性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及石油钻井用钻头，特别涉及一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头。
技术介绍
砂砾岩属于复成分砂岩，也叫含砾砂岩，以不同粒径级配的砂岩颗粒为主，成分成熟度低。砾岩的填隙物主要为泥级细杂基(包括灰泥、云泥、粘土泥基)和砂级、粉砂级粗杂基;胶结物以碳酸盐为主，少量绿泥石和黄铁矿。砾岩的结构成熟度较低，以砾石为骨架的孔隙空间全部或部分被砂级颗粒充填，而在由砂粒组成的孔隙中，又被粘土杂基充填，构成复杂的双模态或复模态结构;常见正粒序、反粒序递变层理，其层面上常见冲刷构造和叠复冲刷构造。属于沉积岩中的陆源碎肩岩，碎肩沉积被胶结凝固后成岩，砂砾岩碎肩颗粒较大。砂砾岩地层普遍具有很强的非均质性，地层可钻性很差，因此，在砂砾岩地层中钻进时，经常发生钻头蹩钻、跳钻、和井壁垮塌等钻井事故。特别是当砂砾岩地层胶结致密、成岩性良好时，地层的研磨性显著提高，从而导致在钻井过程中，地层的可钻性极差，进而导致牙轮钻头磨损迅速，机械钻速很低。特别是当岩石中硬质成分含量较高时，更使得牙轮钻头易发生掉齿等事故，增加钻井施工作业的风险与难度。而当钻井栗排量很小时，或者所使用的钻井液粘度很低时，砂砾岩中的砾石颗粒上返困难，容易滞留在井底，不断冲击并打磨钻头，加快钻头的磨损与老化，增加卡钻事故发生的风险。随着油气开发的深入进行，各种非常规油气储层不断涌现，钻井深度与钻遇地层的复杂性与多样性也不断增加。砂砾岩地层普遍存在于世界范围内的各大油气田，是钻井施工中常见的作业地层。由于砂砾岩地层的特殊性，导致钻井施工难度大钻速低，钻井事故频发，而使用金刚石钻头成本过高，因此需要提高一种有效的新型三牙轮钻头。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，通过高压射流管接头为高压射流喷嘴提供高压工作流体，从而产生高压射流，实现水力破岩与机械破岩的联合作业，从而提高钻井速度，减小钻头磨损与卡钻等事故的发生。技术所述的砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头包括钻头本体、牙轮、普通喷嘴、高压射流喷嘴、高压射流管接头、压力补偿系统、轴承组。所述钻头本体与钻杆相连接，在所述钻头本体上设有普通喷嘴，提供钻井液循环的通道。所述钻头本体内设有压力补偿系统，与轴承组相连通，用以平衡钻头工作时的压力波动。所述钻头本体设有轴承组，该轴承组上设有牙轮，牙轮用以机械破损岩石。所述钻头本体内设有高压射流管接头，与高压工作液管线相连，为高压射流喷嘴提高高压射流，高压射流起到水力破碎岩石与加快岩肩上返的作用。本技术的特点及优点是:利用高压射流喷嘴产生高压射流，高压射流起到水力破碎砂砾岩的作用，并且能够降低井底砂砾岩的交结强度，从而减小牙轮机械破岩时的冲击磨损，延长牙轮的使用寿命，减小起下钻头所产生的作业时间。此外，由高压射流所产生的高速上返工作液还能起到携带较重岩肩的作用，降低卡钻事故发生的风险。【附图说明】以下附图仅旨在于对技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1为本技术提供的一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头的剖面图。【具体实施方式】下面结合【附图说明】本技术的具体实施方案。本技术涉及一种用于钻进砂砾岩径向井的三牙轮钻头，包括钻头本体1、普通喷嘴2、牙轮3、高压射流喷嘴4、高压射流管接头5、压力补偿系统6、轴承组7。所述钻头本体I上设有压力补偿系统6，该压力补偿系统6与轴承组7相连通，用以抵消钻头工作时压力的变化。所述钻头本体I上设有轴承组7，该轴承组7上设有牙轮3，该轴承组7提供牙轮3转动的轴心，该牙轮3起到机械破碎岩石的作用。所述钻头本体I上设有普通喷嘴2，所述钻头本体I与钻杆相连，构成钻井液循环的通道，钻井液井经过所述钻头本体I进入所述普通喷嘴2，之后由所述普通喷嘴2喷出进入井筒，主要起到清理岩肩的作用。所述钻头本体I内设有所述高压射流管接头5，所述钻头本体I上设有高压射流喷嘴4，高压工作液井由所述所述高压射流管接头5进入所述高压射流喷嘴4，所述高压射流喷嘴4用以产生高压射流，起到水力破岩的作用，并同时起到上返较大岩肩的作用。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。【主权项】1.一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，包括钻头本体、牙轮、普通喷嘴、高压射流喷嘴、高压射流管接头、压力补偿系统、轴承组，其特征在于所述钻头本体内设有压力补偿系统与轴承组，该压力补偿系统与该轴承组相连，用以平衡压力，该轴承组上设有牙轮，所述钻头本体上设有普通喷嘴，所述钻头本体内设有高压射流管接头，该高压射流管接头上安装有高压射流喷嘴。2.根据权利要求1所述用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，其特征在于，在钻头本体上设有高压射流喷嘴。【专利摘要】本技术提供一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，涉及石油钻井工具领域。该装置以钻头本体为主体，所述钻头本体上设有普通喷嘴，提供钻井液循环的通道。所述钻头本体内设有压力补偿系统，与轴承组相连通，用以平衡工作时的压力波动。所述钻头本体设有轴承组，该轴承组上设有牙轮，用以机械破损岩石。所述钻头本体内设有高压射流管接头，与高压工作液管线相连，为高压射流喷嘴提供高压射流，起到水力破碎岩石与加快岩屑上返的作用。本技术实现了机械与水力联合破岩，有效解决了砂砾岩地层钻进过程中，三牙轮钻头磨损严重，卡钻事故频发的问题，大幅度提高砂砾岩地层的钻井效率与安全性。【IPC分类】E21B10/08, E21B10/18【公开号】CN205330541【申请号】CN201620081260【专利技术人】张雪娇, 丁冠阳, 马雄强 【申请人】中国石油大学(北京)【公开日】2016年6月22日【申请日】2016年1月28日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于砂砾岩地层高效破岩的三牙轮钻头，包括钻头本体、牙轮、普通喷嘴、高压射流喷嘴、高压射流管接头、压力补偿系统、轴承组，其特征在于所述钻头本体内设有压力补偿系统与轴承组，该压力补偿系统与该轴承组相连，用以平衡压力，该轴承组上设有牙轮，所述钻头本体上设有普通喷嘴，所述钻头本体内设有高压射流管接头，该高压射流管接头上安装有高压射流喷嘴。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪娇，丁冠阳，马雄强，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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