[實用新型]井底負壓上返噴嘴PDC鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320718480.6
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN203559791U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 楊永印;曹剛
• 申請（專利權）人: 山東國岳金剛石制品有限公司
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本實用新型屬于石油、地質鉆頭裝置領域，具體涉及一種井底負壓上返噴嘴PDC鉆頭。

背景技術

目前在石油鉆井過程中，無論用牙輪鉆頭或PDC鉆頭，都要用泥漿或者水利清洗鉆頭表面使鉆頭清潔不泥包，但是在掩沒噴射條件下，用水壓將巖屑沖離井底，各種噴射方法都受到泵壓的限制，泵壓過高泥漿泵和鉆具容易沖壞，影響鉆進速度和井下安全，例如，高壓噴射鉆井。

專利號為201220610777.6的中國專利公開了一種螺旋葉片旋流式流道鉆頭，這種鉆頭噴出的水能夠形成旋轉水射流，旋轉水射流與地層巖石形成的夾角對巖石有一個剪切力，剪切力在高壓流體作用下將巖石從巖體上剝離下來，從而實現碎巖和清洗鉆頭的效果，但這種鉆頭對巖屑上返效果不好。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于：提供一種巖屑上返效果好、鉆頭磨損小、使用壽命長的井底負壓上返噴嘴PDC鉆頭。

本實用新型為解決其技術問題所采取的技術方案為：

所述井底負壓上返噴嘴PDC鉆頭，包括PDC鉆頭、設置在PDC鉆頭上的刀翼和PDC鉆頭內部的多個普通水道，普通水道出水口處設有噴嘴，PDC鉆頭內部還設有上返水道，上返水道由下水道，彎頭和上水道構成，下水道連接彎頭，彎頭連接上水道，上水道出水口處設有上返噴嘴，噴嘴與上返噴嘴反方向設置。

本實用新型所述上返水道及上返噴嘴的設置改變了PDC鉆頭上的水流方向，與普通水道上PDC鉆頭噴嘴的出水方向相反，普通水道及噴嘴結構與現有PDC鉆頭一致，在常規(guī)鉆進泵壓條件下，上返水道及上返噴嘴的設置能夠加快巖屑的上返速度并阻止井壁掉塊停留在PDC鉆頭之上，減少了PDC鉆頭對巖屑和井壁掉塊的二次破碎和磨損，提高鉆進的機械鉆速和使用壽命。

所述上返水道設置多個，一般設置1-2個即可，其他水道均為普通水道，在減少巖屑和井壁掉塊對PDC鉆頭的磨損、提高鉆進的機械轉速的同時，兼顧材料和工藝的節(jié)省，合理利用資源。

所述上返水道和上返噴嘴為硬質合金，硬質合金硬度高、耐磨，能夠增加上返水道及噴嘴耐磨性，提高PDC鉆頭的使用壽命。

所述上返水道與上返噴嘴有三種制作方式：

方法一，在PDC鉆頭內部和刀翼上打通孔，形成上返水道，PDC鉆頭與刀翼對接的位置為上返水道出水口，在上返水道出水口用絲攻制作內螺紋，然后將上返噴嘴擰在上返水道出水口處，為保證上返水道與上返噴嘴之間的密封性，還可在兩者連接處設置密封圈。

方法二，在PDC鉆頭內部和刀翼上打通孔，將外層鍍有硬質合金的上返水道和上返噴嘴采用釬焊焊接，然后將兩者再次采用釬焊焊接在PDC鉆頭內部和刀翼上的通孔內，釬焊可以填充上返水道、上返噴嘴與通孔之間的空隙并使焊料與母材相互擴散，保證上返水道與上返噴嘴之間的密封效果以及上返水道和上返噴嘴的牢固性。

方法三，在PDC鉆頭內部和刀翼上打通孔，利用無壓鋟浸法將外層鍍有硬質合金的上返噴嘴和上返水道裝入石墨模芯，并置入PDC鉆頭內部和刀翼上的通孔內，而后在縫隙間裝滿碳化鎢振實，再用錳白銅合金熔化后澆鑄，此種方法也可以實現上返水道與上返噴嘴之間的密封效果以及上返水道和上返噴嘴的固定。

上返水道與上返噴嘴的設置也可以采取其他可實現的方法，不限于以上三種。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型PDC鉆頭上返噴嘴噴出的水流方向與其他噴嘴方向相反，利用水利提高巖屑上返速度、清潔井底，使井底產生水壓略低于液柱壓力，上返噴嘴噴射水壓將巖屑剝離PDC鉆頭，上返水射流使巖屑加速排到地面，這樣井底巖屑清理的更為干凈、迅速，從而提高機械轉速，減輕巖屑和井壁掉塊對PDC鉆頭的磨損，提高PDC鉆頭的使用壽命。

經驗證，在勝利油田坨50一平1井，使用本實用新型，井斜86度，井深3600～4108m，進尺為580m，純鉆時為93.5h,機械鉆速為6.2m/h；臨井坨58一斜7井，使用普通PDC鉆頭，進尺為18m，純鉆時10h，機械鉆速1.8m/h，由此可見本實用新型使用效果相當明顯。

附圖說明

圖1本實用新型剖視圖。

圖中：1PDC鉆頭、2下水道、3彎頭、4上水道、5上返噴嘴、6上返水道、7噴嘴、8普通水道、9刀翼。

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本實用新型進行進一步描述。

實施例1：