The utility model relates to a swirling and concussion jet PDC bit, which comprises a bit body body, a press head, a single control channel monostable jet element and a plurality of flow channels arranged in the element, the press head and the bit body. The pressure head seals the single control channel monostable jet element in the drill bit, and is combined with the single control channel monostable jet element and the peripheral bit body at the lower end to form a whole. A nozzle with different diameters is arranged at the outlet of each common channel in the drill bit. The asymmetric design of single channel monostable fluidic elements enables the jets passing through the fluidic components to stabilize the wall to the side connected to the large diameter nozzles. When the hammer hits the bit, the control channel is blocked by the punching hammer, and the fluid medium entering the jet element is suddenly switched to the side of the small nozzle. The pressure in the bit increases sharply and produces the instantaneous pulse jet to flush the bottom of the hole. The high frequency pulse water jet can be produced by the utility model periodically, which can effectively reduce the starting difficulty of the cuttings at the bottom of the deep hole, improve the distribution of the flow field at the bottom of the hole, and improve the removal effect of the cuttings.
【技术实现步骤摘要】
一种旋冲震荡射流式PDC钻头
本技术涉及一种钻井工具,具体涉及一种与旋冲钻进工艺相结合的震荡射流式PDC钻头。
技术介绍
以回转为主、冲击为辅的旋冲钻进方式,对研磨性强、塑性强的岩石具有良好的效果。钻井过程中,为了防止大量的岩屑堆积致使牙轮钻头或PDC钻头发生泥包或过早磨损,钻头的喷嘴在设计时需要着重考虑。尤其对于深部钻井,较大的静液柱压力引发的压持效应常常使得孔底岩屑不易清除进而导致钻效下降。公开号为CN203559791U本技术公开了一种井底负压上返喷嘴钻头,通过在改变上返水道及上返喷嘴出水方向,目的是加快岩屑的上返速度,提高孔底清洁效率,以避免对岩屑和井壁掉块的二次破碎。该喷嘴设计提高了岩屑上返速度,有利于将悬浮于钻井液中的岩屑及时排至地表,但对于钻头下方岩屑的启动和悬浮帮助较小。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种旋冲震荡射流式PDC钻头。该钻头利用冲锤与钻头间的高频往复冲击控制射流元件中的流体切换,依靠高频射流切换在孔底形成震荡脉冲射流,既避免了开设多孔道分流导致流体能量不足的弊端,又达到强化孔底岩屑清除效果的目的。本技术为解决其技术问题所采取的技术方案是:所设计旋冲震荡射流式PDC钻头,主要包括钻头体、压头、单控制道单稳射流元件和喷嘴。压头用于将单控制道单稳射流元件封在钻头体内,与下端的单控制道单稳射流元件和外围钻头体通过焊接构成一个整体。压头内部分别开设有与单控制道单稳射流元件喷嘴和单控制道单稳射流元件控制道相通的通路;单控制道单稳射流元件内置于钻头体中,通过在一完整矩形块体侧面开槽形成流体通道,设计上则采用了单控制道的非对称设计,且靠近控制道 ...
【技术保护点】
1.旋冲震荡射流式PDC钻头,其特征在于:包括压头、单控制道单稳射流元件、钻头体和喷嘴,压头将单控制道单稳射流元件封在钻头体内,压头内部分别开设有与单控制道单稳射流元件喷嘴和单控制道单稳射流元件控制道相通的通道,单控制道单稳射流元件内置于钻头体中,通过在一完整矩形块体侧面开槽形成流体通道,采用单控制道的非对称设计,靠近控制道的右壁面和远离控制道的左壁面与单控制道单稳射流元件中心线距离不同,右壁面相对于左壁面更加接近单控制道单稳射流元件喷嘴中心线,大喷嘴和小喷嘴分别与单控制道单稳射流元件的两个出口相连通。
【技术特征摘要】
1.旋冲震荡射流式PDC钻头,其特征在于:包括压头、单控制道单稳射流元件、钻头体和喷嘴,压头将单控制道单稳射流元件封在钻头体内,压头内部分别开设有与单控制道单稳射流元件喷嘴和单控制道单稳射流元件控制道相通的通道,单控制道单稳射流元件内置于钻头体中,通过在一完整矩形块体侧面开槽形成流体通道,采用单控制道的非对称...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴冬宇,张绍和,曹函,孙平贺,舒彪,张鑫鑫,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:新型
国别省市:湖南,43
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