[發明專利]一種強力抽吸式反循環取心鉆頭

有效

• 申請號: 201410229104.X
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103967421A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 曹品魯;賴小林;陳寶義;王勁松;殷琨;孔繁琦;張五釗;白元;李文齊
• 申請（專利權）人: 吉林大學;新疆維吾爾自治區安全科學技術研究院
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B25/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 鞠傳龍

技術領域

本發明涉及一種反循環鉆頭，特別涉及一種強力抽吸式反循環取心鉆頭。

背景技術

目前，貫通式潛孔錘反循環鉆進技術已成功應用于礦產資源勘查、水文水井鉆探、基礎工程施工等領域，在油氣井鉆井、礦山搶險緊急救援等領域也有著廣泛的應用前景。但在鉆遇破碎、漏失地層時反循環形成困難，部分氣體從環空間隙以正循環方式排出，導致孔底巖屑清除不徹底，影響鉆進效率。正循環排出的氣體攜帶的細小巖屑顆粒易在鉆具變徑處堆積，嚴重時甚至發生卡鉆、埋鉆等復雜事故。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的反循環鉆頭在破碎地層反循環形成不徹底的技術難題，基于柯恩達附壁效應，而提供的一種強力抽吸式反循環取心鉆頭。

本發明所述的強力抽吸式反循環取心鉆頭是在鉆頭本體的內腔中插設有內置管，內置管的外壁與鉆頭本體內腔的內壁之間形成有環形空間，內置管的內腔為鉆頭本體的中心通道，鉆頭本體的側壁上開設有內噴射孔和底噴孔，鉆頭本體的底部開設有偏心通道和擴壓槽，內置管下端的內側壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體下端的臺肩之間形成環狀噴嘴。

本發明的工作原理：

在潛孔錘正常沖擊鉆進時，驅動潛孔錘活塞做功后的一部分氣體由鉆頭底噴孔高速噴出，然后攜帶巖屑經擴壓槽進入偏心通道，另一部分氣體進入鉆頭本體側壁上的內噴射孔，然后沿環形空間下行至環狀噴嘴，由于氣體的附壁效應，高速氣流將沿內置管下端的弧形面內側壁附壁流動。在高速氣流的卷吸作用下，周圍的氣體不斷地向弧形面流動，并在其附近產生較大的真空區，在壓力差的作用下，從擴壓槽進來的氣體和環空的氣體攜帶巖屑沿鉆頭底部流道進入中心通道并對鉆頭本體進行冷卻。

本發明的有益效果：

結構設計合理，從環狀噴嘴噴出的窄薄高速氣流，由于附壁效應而緊貼著弧面流動，可在周圍產生較大的真空，從而產生強大的抽吸力，可大幅度提高鉆進中反循環的形成效果，可以解決破碎、漏失地層反循環形成不徹底的技術難題，有利于提高潛孔錘鉆進效率和巖心(樣)采取率，對提高反循環形成效果，保證貫通式潛孔錘安全、快速、高效地進行具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發明的鉆頭結構示意圖。

圖2為鉆頭底唇面形狀示意圖。

1、鉆頭本體2、內置管3、內噴射孔4、底噴孔5、擴壓槽

6、臺肩7、環形空間8、環狀噴嘴9、中心通道10、偏心通道。

具體實施方式：

請參閱圖1、圖2所示：

本發明所述的強力抽吸式反循環取心鉆頭是在鉆頭本體1的內腔中插設有內置管2，內置管2的外壁與鉆頭本體1內腔的內壁之間形成有環形空間7，內置管2的內腔為鉆頭本體1的中心通道9，鉆頭本體1的側壁上開設有內噴射孔3和底噴孔4，鉆頭本體1的底部開設有偏心通道10和擴壓槽5，內置管2下端的內側壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體1下端的臺肩6之間形成環狀噴嘴8。

本發明的工作原理：

在潛孔錘正常沖擊鉆進時，驅動潛孔錘活塞做功后的一部分氣體由鉆頭底噴孔4高速噴出，然后攜帶巖屑經擴壓槽5進入偏心通道10，另一部分氣體進入鉆頭本體1側壁上的內噴射孔3，然后沿環形空間7下行至環狀噴嘴8，由于氣體的附壁效應，高速氣流將沿內置管2下端的弧形面內側壁附壁流動。在高速氣流的卷吸作用下，周圍的氣體不斷地向弧形面流動，并在其附近產生較大的真空區，在壓力差的作用下，從擴壓槽5進來的氣體和環空的氣體攜帶巖屑沿鉆頭底部流道進入中心通道9并對鉆頭本體1進行冷卻。