[實用新型]一種鉆頭噴嘴

有效

• 申請號: 201920568810.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN210264537U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王巍雄;羅江河;王金林
• 申請（專利權）人: 西迪技術股份有限公司
• 主分類號: E21B10/61
• 分類號: E21B10/61;B22F5/00;B33Y80/00
• 代理公司: 湖南思博達律師事務所 43230
• 代理人: 晏曉慶

一種鉆頭噴嘴，噴嘴包括噴嘴流道、噴嘴內孔口、噴嘴外孔口，噴嘴外孔口為橢圓形。鉆頭包含胎體，胎體內部設有腔體，胎體上設有噴嘴，噴嘴與腔體連通，噴嘴和胎體一體化制造或噴嘴通過噴嘴螺紋與通孔固定。胎體和噴嘴采用增材制造的方式，包括選擇性激光燒結、激光熔融，電子束熔融等方式。胎體和噴嘴也采用粉末冶金的方式制造。根據本實用新型的結構，能使同樣強度的射流，分布范圍變得更寬，噴嘴射流能更好的清洗切削齒，更快的冷卻切削面，從而提高機械鉆速同時延長切削齒和鉆頭的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及一種石油天然氣等地質勘探領域用的鉆頭，具體涉及一種鉆頭的噴嘴。

背景技術

在使用鉆頭勘探時，為了排出鉆頭鉆進時產生的大量巖屑，一般在地面設置一臺高壓泵，然后將專門配制的鉆井液從地面打入鉆桿內部，并一直通向井底的鉆頭，再通過開設于鉆頭排屑槽內的噴嘴，形成高速射流，對井底進行沖刷，帶走巖屑，并通過排屑槽流入井眼環空，最終隨鉆井液流一起返回至地面。另一方面，鉆頭在鉆進的過程中會產生大量熱量，當溫度超過775℃時，鉆頭上的切削齒的結構將迅速衰變，磨損加劇；為此，鉆頭的噴嘴射流的另一個作用，就是沖刷切削齒的工作表面，及時將破巖產生的熱量帶走，保護鉆頭。

為了更有效的排出巖屑和冷卻切削齒，就需要加大噴嘴的水功率。可以通過增加鉆井液流量來實現，或者可以通過縮小噴嘴流通面積來實現，這兩種方法本質上都是增加射流速度。但是流量的增加會引起沿程壓力損失的增加，最終受到泵壓的限制；而噴嘴口徑的變小也增加了噴嘴口被異物(比如上游工具中某些橡膠部件的老化碎裂，或者連接鉆桿過程中不小心掉落異物等等)堵住的風險。另外過高的射流速度，往往也會對鉆頭體以及噴嘴造成沖蝕破壞。如何合理的設計噴嘴，使得有限的水功率被高效的利用，既能快速排屑和冷卻切削齒，同時又不造成過高的泵壓需求和沖蝕風險，一直是鉆頭設計當中的重點和難點。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中沖洗、冷卻能力不足，因噴嘴寬度增加而造成鉆頭體的強度降低，噴嘴容易被擁堵，噴嘴安裝困難，制造成本高，制造周期長等問題；提供了鉆頭的噴嘴。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種鉆頭的噴嘴，其特征在于，噴嘴包括噴嘴流道、噴嘴內孔口、噴嘴外孔口，噴嘴外孔口為橢圓形。

可選的，鉆頭包含胎體，胎體內部設有腔體，胎體上設有噴嘴，噴嘴與腔體連通，噴嘴和胎體一體化制造。

可選的，鉆頭包含胎體，胎體內部設有腔體，胎體上設有通孔，噴嘴通過噴嘴螺紋或者焊接等方式與胎體上的通孔固定。

可選的，胎體和/或噴嘴采用增材制造的方式，包括選擇性激光燒結、激光熔融，電子束熔融等方式。

可選的，胎體和/或噴嘴采用粉末冶金的方式制造。

可選的，噴嘴的材料包括碳、銅、鐵、鎳、鎢、鈦、鈷等。

可選的，可以采用碳化鎢粉體、鎳基粉體。

可選的，45wt％～72wt％的碳化鎢粉體；28wt％～55wt％的鎳基粉體。

可選的，碳化鎢粉體的粒度為80目～400目，鎳基粉體的粒度為150目～350目。

可選的，鎳基粉體包括1.5wt％～2.5wt％的B，3wt％～4wt％的Si，余量為Ni。

可選的，胎體設置刀翼，切削齒設置在刀翼上。

進一步，切削齒為PDC切削齒。

可選的，噴嘴設置一個或多個。

可選的，刀翼設置一個或多個。

可選的，刀翼上的切削齒設置一個或多個。

可選的，刀翼和噴嘴間隔設置。