CN208347690U - 液动冲旋子母钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供液动冲旋子母钻头，具体涉及井下动力工具技术领域，包括钻头本体，钻头本体的内部设有供钻井液流通的流道，钻头本体的顶部设有均为圆柱形的第一切削刀翼和第二切削刀翼，第一切削刀翼位于第二切削刀翼之内且一端延伸出第二切削刀翼的顶面，第一切削刀翼的顶面向外凸出形成半球形的球面，球面的外表面上设有若干球形齿，第二切削刀翼的顶面上设有若干锥形齿，第一切削刀翼的根部设有若干第一排屑槽，第二切削刀翼的端面设有若干第二排屑槽，第一排屑槽和第二排屑槽内均设有通水孔，通水孔与流道连通，第一排屑槽和第二排屑槽连通。本实用新型能够增加钻进速度，减少锥形齿磨损，加速排屑速度，增加钻头的使用寿命。

Description

液动冲旋子母钻头

技术领域

本实用新型属于井下动力工具技术领域，具体涉及液动冲旋子母钻头。

背景技术

冲旋钻进技术也就是冲击回转钻进(pereussive一rotary drilling)利用专门的冲击器和钻机回转器共同驱动钻头破碎孔底岩石的钻进方法。它包括风动冲击旋转钻进技术和液动冲击旋转钻进技术，其中，风动冲击旋转钻进技术使用风动冲击器，以压缩空气为动力；液动冲击旋转钻进技术使用液动冲击器，利用高压水泥或泥浆作为动力介质。采用冲击回转钻进技术在钻遇坚硬地层时，具有钻速快，钻井成本低、岩屑大、钻压低和井斜程度轻等优点。目前，冲旋钻进技术已广泛应用于矿山、采石、地质勘探、水文水井、石油钻井、地热钻井、工程施工及工程勘察等领域。

目前在采用冲旋钻井技术钻进硬质及超硬地层的过程中，传统的液动冲旋钻头存在钻进速度慢，切削刀翼上的齿磨损严重，容易脱落，钻头寿命短，另外，排屑困难的问题，使得岩屑不能及时有效的排出井底，坚硬的岩屑颗粒在井底被重复破碎，导致进一步缩短钻头寿命短。

因此急需一种能够解决现有问题的液动冲旋子母钻头。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供液动冲旋子母钻头，设有第一切削刀翼和第二切削刀翼，第一切削刀翼的顶面向外凸出形成半球形的球面，设有球形齿，第二切削刀翼上设有锥形齿，所述第一切削刀翼上的所述球形齿首先将岩石杂碎，碎岩石向上被所述锥形齿进一步撕碎，能够增加钻进速度，减少锥形齿齿磨损，增加钻头的使用寿命；另外设有第一排屑槽和第二排屑槽，能够快速排出岩屑，减少多次重复切削岩屑，从而进一步延长钻头的使用寿命。

本实用新型提供了如下的技术方案：

液动冲旋子母钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的内部设有供钻井液流通的流道，所述钻头本体的顶部设有均为圆柱形的第一切削刀翼和第二切削刀翼，所述第一切削刀翼位于所述第二切削刀翼之内且一端延伸出所述第二切削刀翼的顶面，所述第一切削刀翼的顶面向外凸出形成半球形的球面，所述球面的外表面上设有若干球形齿，所述第二切削刀翼的顶面上设有若干锥形齿，所述第一切削刀翼的根部设有若干第一排屑槽，所述第二切削刀翼的端面设有若干第二排屑槽，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽内均设有通水孔，所述通水孔与所述流道连通，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽连通。所述第一切削刀翼上的顶面也就是端部的半球形的球面上的所述球形齿首先将岩石杂碎，碎岩石向上被所述锥形齿进一步撕碎，减少锥形齿的损坏，能够延长液动冲旋子母钻头的使用寿命，进入所述第一排屑槽内的岩屑在钻井液的作用下流到所述第二排屑槽的与进入到所述第二排屑槽内的岩屑一起被冲到所述第二排屑槽的边缘处，然后一起流入井眼环空被排出井底，达到快速排屑的目的。

优选的，所述第二切削刀翼的侧面轴向设有若干第三排屑槽，所有的所述第三排屑槽周向分布于所述第二切削刀翼的侧面上，所述第三排屑槽与所述第二排屑槽连通。能够从所述第三排屑槽内直接进入到井眼环空中，减少路径。

优选的，所述第二排屑槽沿所述第二切削刀翼的端面径向设置。

优选的，相邻的所述第一排屑槽相连通，所有的所述第一排屑槽围成一个圆环形的排屑槽，所述排屑槽的轴线与所述第一切削刀翼的轴线重合。避免所述第一切削刀翼的根部形成泥包。

优选的，相邻的两个所述第一排屑槽的连接处设有所述第二排屑槽，位于所述第二排屑槽内的所述通水孔的出口面向所述第二切削刀翼的端面(也就是第二切削刀翼的顶面)的边缘处，一个所述第一排屑槽内设有一个所述通水孔，位于所述第一排屑槽内的所述通水孔具有两个所述出口且该两个所述出口沿所述第一排屑槽的长度方向设置。所述第一排屑槽内的双向的所述通水孔能够将所述第一排屑槽内的碎屑向两个方向进行运送，位于两个相邻的两个所述通水孔之间的所述第一排屑槽内的碎屑在两个所述通水孔的相对出口的共同喷射钻井液的作用下也就是在不同方向的冲击的钻井液的作用下会快速的向所述第二排屑槽内流去，然后由于所述第二排屑槽内的所述通水孔的出口方向面向所述第一切削刀翼的端部的边缘处也就是远离所述第一排屑槽，所述第二排屑槽内的所述通孔喷出的钻井液对位于所述第二排屑槽内的岩屑一个向边缘的推力，有利于岩屑快速离开井底而进入到井眼环空也就是加速了排屑的速度。

优选的，每个所述第一排屑槽和所述第二排屑槽的开口处的侧壁均向内弯折延伸形成挡板使得所述第一排屑槽和所述第二排屑槽的开口处的宽度小于底部的宽度。所述挡板能够阻止进入到所述第一排屑槽或者所述第二排屑槽内的岩屑再次掉入到岩石处避免被所述球形齿或者所述锥形齿再次切割。

本实用新型的有益效果是：设有第一切削刀翼和第二切削刀翼，第一切削刀翼的顶面向外凸出形成半球形的球面，设有球形齿，第二切削刀翼上设有锥形齿，所述第一切削刀翼上的所述球形齿首先将岩石杂碎，碎岩石向上被所述锥形齿进一步撕碎，能够增加钻进速度，减少锥形齿齿磨损，增加钻头的使用寿命；另外设有第一排屑槽和第二排屑槽，能够快速排出岩屑，减少多次重复切削岩屑，从而进一步延长钻头的使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的钻头本体的顶部的俯视图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的第二排屑槽的沿宽度方向的侧视图。

其中图中标记为：1、钻头本体；2、第一切削刀翼；21、球面；22、球形齿；3、第二切削刀翼；31、锥形齿；4、第一排屑槽；5、第二排屑槽；6、通水孔；61、出口；7、第三排屑槽；8、挡板。

具体实施方式

如图1-3所示，液动冲旋子母钻头，包括钻头本体1，钻头本体1的内部设有供钻井液流通的流道，钻头本体1的顶部设有均为圆柱形的第一切削刀翼2和第二切削刀翼，第一切削刀翼2位于第二切削刀翼3之内且一端延伸出第二切削刀翼3的顶面，第一切削刀翼2的顶面向外凸出形成半球形的球面21，球面21的外表面上设有若干球形齿22，第二切削刀翼3的顶面上设有若干锥形齿31，第一切削刀翼2的根部设有若干第一排屑槽4，第二切削刀翼3的端面设有若干第二排屑槽5，第一排屑槽4和第二排屑槽5内均设有通水孔6，通水孔6与流道连通，第一排屑槽4和第二排屑槽5连通。

具体的，第二切削刀翼3的侧面轴向设有若干第三排屑槽7，所有的第三排屑槽7周向分布于第二切削刀翼3的侧面上，第三排屑槽7与第二排屑槽5连通。能够从第三排屑槽7内直接进入到井眼环空中，减少路径。第二排屑槽5沿第二切削刀翼3的端面径向设置。相邻的第一排屑槽4相连通，所有的第一排屑槽4围成一个圆环形的排屑槽，排屑槽的轴线与第一切削刀翼2的轴线重合。避免第一切削刀翼2的根部形成泥包。

具体的，相邻的两个第一排屑槽4的连接处设有第二排屑槽5，位于第二排屑槽5内的通水孔6的出口61面向第二切削刀翼3的端面(也就是第二切削刀翼3的顶面)的边缘处，一个第一排屑槽4内设有一个通水孔6，位于第一排屑槽4内的通水孔6具有两个出口61且该两个出口61沿第一排屑槽4的长度方向设置。第一排屑槽4内的双向的通水孔6能够将第一排屑槽4内的碎屑向两个方向进行运送，位于两个相邻的两个通水孔6之间的第一排屑槽4内的碎屑在两个通水孔6的相对出口61的共同喷射钻井液的作用下也就是在不同方向的冲击的钻井液的作用下会快速的向第二排屑槽5内流去，然后由于第二排屑槽5内的通水孔6的出口61方向面向第一切削刀翼2的端部的边缘处也就是远离第一排屑槽4，第二排屑槽5内的通孔喷出的钻井液对位于第二排屑槽5内的岩屑一个向边缘的推力，有利于岩屑快速离开井底而进入到井眼环空也就是加速了排屑的速度。

具体的，每个第一排屑槽4和第二排屑槽5的开口处的侧壁均向内弯折延伸形成挡板8使得第一排屑槽4和第二排屑槽5的开口处的宽度小于底部的宽度。挡板8能够阻止进入到第一排屑槽4或者第二排屑槽5内的岩屑再次掉入到岩石处避免被球形齿22或者锥形齿31再次切割。

原理：

由于第一切削刀翼2一端延伸出第二切削刀翼3的顶面也就是第一切削刀翼2凸出第二切削刀翼3，所以第一切削刀翼2上的半球形的球面21上的球形齿22首先接触岩石然后将岩石杂碎，碎岩石被震动向上飞出被锥形齿31进一步撕碎，增加钻进速度，同时锥形齿31不直接接触大的岩石，减少锥形齿31的损坏，能够延长液动冲旋子母钻头的使用寿命，进入第一排屑槽4内的岩屑在钻井液的作用下流到第二排屑槽5的与只进入到第二排屑槽5内的岩屑一起被冲到第二排屑槽5的边缘处，然后一起流入井眼环空被排出井底，达到快速排屑的目的，减少岩屑被多次重复切削，从而进一步增加钻头的使用寿命。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.液动冲旋子母钻头，其特征在于，包括钻头本体，所述钻头本体的内部设有供钻井液流通的流道，所述钻头本体的顶部设有均为圆柱形的第一切削刀翼和第二切削刀翼，所述第一切削刀翼位于所述第二切削刀翼之内且一端延伸出所述第二切削刀翼的顶面，所述第一切削刀翼的顶面向外凸出形成半球形的球面，所述球面的外表面上设有若干球形齿，所述第二切削刀翼的顶面上设有若干锥形齿，所述第一切削刀翼的根部设有若干第一排屑槽，所述第二切削刀翼的端面设有若干第二排屑槽，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽内均设有通水孔，所述通水孔与所述流道连通，所述第一排屑槽和所述第二排屑槽连通。

2.根据权利要求1所述的液动冲旋子母钻头，其特征在于，所述第二切削刀翼的侧面轴向设有若干第三排屑槽，所有的所述第三排屑槽周向分布于所述第二切削刀翼的侧面上，所述第三排屑槽与所述第二排屑槽连通。

3.根据权利要求1所述的液动冲旋子母钻头，其特征在于，所述第二排屑槽沿所述第二切削刀翼的端面径向设置。

4.根据权利要求1或2或3所述的液动冲旋子母钻头，其特征在于，相邻的所述第一排屑槽相连通，所有的所述第一排屑槽围成一个圆环形的排屑槽，所述排屑槽的轴线与所述第一切削刀翼的轴线重合。

5.根据权利要求4所述的液动冲旋子母钻头，其特征在于，相邻的两个所述第一排屑槽的连接处设有所述第二排屑槽，位于所述第二排屑槽内的所述通水孔的出口面向所述第二切削刀翼的端面的边缘处，一个所述第一排屑槽内设有一个所述通水孔，位于所述第一排屑槽内的所述通水孔具有两个所述出口且该两个所述出口沿所述第一排屑槽的长度方向设置。

6.根据权利要求1所述的液动冲旋子母钻头，其特征在于，每个所述第一排屑槽和所述第二排屑槽的开口处的侧壁均向内弯折延伸形成挡板使得所述第一排屑槽和所述第二排屑槽的开口处的宽度小于底部的宽度。