CN2665342Y - 双流道钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种与井下自动增压装置配合使用的钻头——双流道钻头。由钻头体、喷嘴、超高压喷嘴、超高压连通管、泥浆流道，以及破碎岩石的牙轮或复合片等组成。其特征在于：在泥浆流道内有超高压连通管，超高压连通管下端有定位套。定位套固定在钻头体上，定位套将超高压连通管固定在泥浆流道内。超高压连通管连接超高压喷嘴。效果是由于在钻头的泥浆流道内设有超高压连通管，井下自动增压装置产生的超高泥浆可以通过超高压连通管到达超高压喷嘴并喷出，形成超高压喷射流破碎井底岩石。在超高压连通管外部为泥浆流道，泥浆泵提供的泥浆通过泥浆流道和喷嘴完成井底净化和携岩上返。

Description

双流道钻头

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井用的钻头。是一种与井下自动增压装置配合使用的钻头——双流道钻头。由钻头体、喷嘴、超高压喷嘴、超高压连通管、泥浆流道，以及破碎岩石的牙轮或复合片等组成。采用本实用新型钻井，能实现机械破碎岩石与超高压水力切割破碎岩石相结合新的钻井方法。

背景技术

目前，石油钻井中全面钻进的钻头分为两类：三牙轮钻头和PDC钻头。三牙轮钻头是由钻头体、喷嘴和三个破碎岩石的牙轮组成。在钻头体内有泥浆流道，泥浆流道与喷嘴相通。PDC钻头是由钻头体、焊接在钻头体上部的接头、喷嘴和烧结在钻头体表面上的复合片组成。钻头体和接头内有泥浆流道，泥浆流道与喷嘴相通。这两类钻头破碎岩石是依靠钻具施加钻压，钻头随钻具一起旋转，进行机械破碎岩石。泥浆泵提供的钻井泥浆，通过钻头内泥浆流道，从钻头喷嘴喷出，清洗井底并携带岩屑上返到地面。

随着一种井下增压装置的研制成功，实现新的破碎岩石钻井方法成为可能，即机械破碎岩石与超高压水力切割破碎岩石相结合的钻井方法。中国专利02204123、中国专利93116601提供的技术方案，是实现井下自动增压装置。经试验这种自动提高泥浆压强的装置，可以将井下泥浆压强提高十倍左右。所以，称提高压强后的泥浆为超高压泥浆。由于现有的石油钻井钻头，无论是三牙轮钻头还是PDC钻头，只有单一泥浆流道，无法使泥浆增压装置提供的超高压泥浆通过钻头，无法与井下自动增压装置配合使用，不能适应机械破碎岩石与超高压水力切割破碎岩石相结合钻井方法的要求。

本实用新型的目的是：提供一种双流道钻头，实现泥浆泵提供的泥浆(以下简称泥浆)和超高压泥浆在钻头内分流道通过，分别完成不同的钻井功能。通过钻头喷嘴的泥浆完成清洗井底和携带岩屑；由自动增压装置提供的超高压泥浆通过钻头的超高压喷嘴完成水力切割破碎岩石。克服原有钻头只有单一泥浆流道，只能通过一种泥浆，不能实现超高压泥浆破碎岩石的不足。

本实用新型是由钻头体、喷嘴、超高压喷嘴、超高压连通管和破碎岩石的牙轮或复合片组成。钻头体内有泥浆流道，泥浆流道与喷嘴相通。钻头体上端有连接自动增压装置的锥管螺纹。其特征在于：在泥浆流道内有超高压连通管.超高压连通管上端在泥浆流道中心，超高压连通管下端有定位套。定位套固定在钻头体上。超高压连通管连接至少一个超高压喷嘴。超高压喷嘴中心线与钻头中心线之间的角度为0～60度之间。超高压连通管上端有与井下自动增压装置实现连接的密封装置，保障井下自动增压装置提供的超高压泥浆进入超高压连通管。这样超高压连通管内形成超高压泥浆流道：另外，超高压连通管外部有泥浆流道，在本实用新型钻头中形成了两种泥浆流道。

由于三牙轮钻头与PDC钻头的结构不同，固定超高压连通管的定位套和固定方式有所不同。下面分别叙述两种钻头超高压连通管结构和固定方式的技术特征。

双流道三牙轮钻头：所述定位套焊接在钻头体下部，定位套内有内螺纹。超高压连通管与定位套螺纹连接。超高压喷嘴与定位套螺纹连接，并焊接在定位套上。

双流道PDC钻头：所述定位套和超高压喷嘴镶嵌在钻头体内。镶嵌过程在钻头体烧结时完成。钻头体内有超高压泥浆流道，同样在烧结时完成。超高压泥浆流道一端与超高压连通管相通。超高压泥浆流道另一端有超高压喷嘴。

为了与井下自动增压装置连接时保证密封，超高压泥浆不泄漏，在超高压连通管的上端部有密封装置。所述的密封装置采用“O”型密封圈和膨胀密封结构。

本实用新型效果是：由于在钻头的泥浆流道内设有超高压连通管，形成超高压泥浆流道，井下泥浆自动增压装置产生的超高泥浆可以通过超高压连通管到达超高压喷嘴并喷出，形成超高压喷射流破碎井底岩石。另外在超高压连通管外部，是泥浆流道，可通过泥浆，清洗井底岩屑并携带岩屑上返到地面。满足了自动增压装置要求。

附图说明

申请附图1是双流道三牙轮钻头的剖面示意图。表示超高压连通管(1)在钻头中的位置和连接关系。钻头有三个破碎岩石的牙轮和喷嘴未表示出。附图1是本申请的一个实施例。

申请附图2是双流道PDC钻头的剖面示意图。表示超高压连通管(1)在钻头中的位置和连接关系。附图2同样也是一个实施例。

在附图中，实线箭头所示的方向是超高压泥浆经过的路线。虚线箭头所示的是泥浆经过的路线。清楚表明本实用新型钻头中有一条超高压泥浆流道(B)和一条泥浆流道(A)。附图中序号所对应的部件：1、超高压连通管，2、定位套，3、超高压喷嘴，4、钻头体，5、喷嘴，6、接头。

具体实施方式

实施例1：结合附图1进行说明。一种双流道三牙轮钻头，由钻头体(4)、喷嘴(5)(图中未表示出)、泥浆流道(A)，以及破碎岩石的三个牙轮(图中未表示出)等组成。钻头体(4)内泥浆流道(A)与喷嘴(5)相通。钻头体(4)上端有锥管螺纹。弯曲形超高压连通管(1)在泥浆流道(A)内穿过。超高压连通管(1)下端有定位套(2)。定位套(2)焊接在钻头体(4)上，定位套(2)内有螺纹，与超高压连通管(1)下端螺纹配合固定。超高压连通管(1)连接一个超高压喷嘴(3)。超高压喷嘴(3)中心线与钻头中心线之间的角度为10度。超高压喷嘴(3)采用螺纹与定位套(2)连接.并焊接在一起。超高压连通管(1)上端有与井下自动增压装置连接的密封装置。密封装置采用“O”型密封圈和膨胀式密封相结合的结构。在超高压连通管(1)的下部有密封装置，密封装置采用过盈密封结构或密封圈密封。

实施例2：结合附图2进行说明。双流道PDC钻头由钻头体(4)、喷嘴(5)、泥浆流道(A)以及破碎岩石的复合片等组成。钻头体(4)内有泥浆流道(A)，泥浆流道(A)与喷嘴(5)相通。钻头体(4)是采用模具烧结制成。钻头体(4)上端有接头(6)。接头(6)上部有连接自动增压的装置的锥管螺纹。接头(6)与钻头体(4)焊接。接头(6)内有泥浆流道(A)。超高压连通管(1)穿插在泥浆流道(A)内，超高压连通管(1)下端有定位套(2)。定位套(2)、超高压喷嘴(3)是在烧结时固定在钻头体(4)上的。定位套(2)将超高压连通管(1)固定在钻头体(4)上。超高压连通管(1)与超高压喷嘴(3)之间有超高压泥浆流道(B)。超高压连通管(1)上端有与井下自动增压装置连接的密封装置。密封装置采用膨胀式密封结构。

实施例3：一种双流道PDC钻头，钻头体(4)是采用机械加工方法制成，其形状与实施例2相同。不同点是超高压泥浆流道(B)采用钻孔加工制成。超高压喷嘴(3)采用焊接固定在钻头体(4)上。

Claims (6)

1、一种石油钻井用，特别是与井下自动增压装置配合使用的双流道钻头，是由钻头体(4)、超高压喷嘴(3)、喷嘴(5)和破碎岩石的牙轮或复合片组成，钻头体(4)内有泥浆流道(A)，泥浆流道(A)与喷嘴(5)相通，钻头体(4)上端有连接自动增压的装置的锥管螺纹，其特征在于：在泥浆流道(A)内有超高压连通管(1)，  超高压连通管上端在泥浆流道中心，超高压连通管(1)下端有定位套(2)，定位套(2)固定在钻头体(4)上，超高压连通管(1)穿插在泥浆流道(A)内，超高压连通管(1)连接至少一个超高压喷嘴(3)，超高压喷嘴(3)中心线与钻头中心线之间的角度为0～60度之间，超高压连通管(1)上端有与井下自动增压装置连接的密封装置。

2、如权利要求1所述的双流道钻头，是一种三牙轮钻头，钻头体(4)上有三个破碎岩石的牙轮，其特征在于：所述定位套(2)焊接在钻头体(4)下部，定位套(2)内有内螺纹，弯曲形的超高压连通管(1)与定位套(2)螺纹连接，超高压喷嘴(3)与定位套(2)螺纹连接，并焊接在定位套(2)上。

3、如权利要求1所述的双流道钻头，是一种PDC钻头，钻头体(4)上有破碎岩石的复合片，其特征在于：所述定位套(2)和超高压喷嘴(3)镶嵌在钻头体(4)内，钻头体(4)内有超高压泥浆流道(B)，超高压泥浆流道(B)一端与超高压连通管(1)相通，超高压泥浆流道(B)另一端有超高压喷嘴(3)。

4、如权利要求1或2或3所述的双流道钻头，其特征在于：在超高压连通管(1)的上部有密封装置，所述的密封装置采用“O”型密封圈和膨胀密封结构。

5、如权利要求1或2或3所述的双流道钻头。其特征在于：在超高压连通管(1)的上部有密封装置，所述的密封装置采用的是膨胀密封结构。

6、如权利要求1或2或3所述的双流道钻头，其特征在于：在超高压连通管(1)的下部有密封装置，所述的密封装置采用过盈密封结构或密封圈密封。

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