[發明專利]具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭及其施工方法

有效

• 申請號: 202110208335.2
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112922531B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 高曉亮;王傳留;張朋;邵國杰;居培;董昌樂;陳洪巖;伍濤
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B21/12;E21B17/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

1.一種具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，包括鉆頭(1)、與鉆頭(1)連接的下連接構件(2)以及與下連接構件(2)連接并能軸向移動的上連接構件(3)；

所述下連接構件(2)包括筒形本體(201)和中心通道(202)，筒形本體(201)兩端分別為連接端和限位端，從連接端至限位端的筒形本體(201)內壁依次為第一內壁(203)、第一環形凸起(204)、第二內壁(205)、第二環形凸起(206)和第三內壁(207)；第二內壁(205)上設有多個周向布設的斜向通孔(208)，在第三內壁(207)上設有多個周向布設的通孔(209)；所述連接端連接鉆頭(1)；

所述上連接構件(3)包括管狀本體(301)和中心流道(302)，管狀本體(301)兩端分別為封閉端和開口端，從封閉端至開口端的管狀本體(301)外壁依次為第一外壁(303)、第一環形凸臺(304)、第二環形凸臺(305)和連接段(306)，且第二環形凸臺(305)的外徑大于第一環形凸臺(304)的外徑；在第一外壁(303)上設有多個周向布設的側向流體通孔(307)，所述第一環形凸臺(304)上設有多個周向分布的定位長槽(308)，且定位長槽(308)的長度方向為管狀本體(301)軸向；

所述管狀本體(301)的封閉端、第一外壁(303)和第一環形凸臺(304)位于所述中心通道(202)內，第一外壁(303)與第一環形凸起(204)和第二環形凸起(206)均密封配合，所述第二環形凸起(206)和第一環形凸臺(304)之間設有彈簧(4)，所述通孔(209)和定位長槽(308)一一對應并在每個通孔(209)內安裝有球頭螺紋銷(5)且球頭螺紋銷(5)的球頭位于定位長槽(308)內；

當球頭螺紋銷(5)卡在定位長槽(308)內至上連接構件(3)不能上移時，側向流體通孔(307)位于第二內壁(205)環空并能與斜向通孔(208)連通；當下壓上連接構件(3)時，彈簧(4)被壓縮，側向流體通孔(307)能伸至第一內壁(203)所對環空以與鉆頭(1)上的鉆頭水眼(101)連通。

2.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述斜向通孔(208)向下連接構件(2)的限位端傾斜，并在斜向通孔(208)內設有噴嘴。

3.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述定位長槽(308)呈半橢球形，定位長槽(308)的長軸方向為上連接構件(3)的軸向，球頭螺紋銷(5)的螺紋端裝在通孔(209)內，球頭位于定位長槽(308)內，定位長槽(308)的最大深度等于球頭的最大安裝深度，球頭與定位長槽(308)之間為間隙配合且二者為線接觸。

4.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述第一內壁(203)、第二內壁(205)和第三內壁(207)直徑均相等且均大于第一環形凸起(204)和第二環形凸起(206)直徑；所述第一外壁(303)直徑小于第一環形凸臺(304)直徑。

5.如權利要求4所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述第一外壁(303)直徑等于第一環形凸起(204)直徑及第二環形凸起(206)直徑，第一環形凸臺(304)直徑等于第三內壁(207)直徑；所述第二環形凸臺(305)直徑等于筒形本體(201)外徑。

6.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述鉆頭(1)上設有4個刀翼(102)和多個鉆頭水眼(101)，每個刀翼(102)上至少設有2個切削齒(103)；所述鉆頭水眼(101)連通鉆頭內腔，鉆頭內腔連通第一內壁(203)所對中心通道(202)。

7.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，多個側向流體通孔(307)的過流面積和不小于中心流道(302)過流面積。

8.如權利要求1所述的具有反向沖洗功能的防回流式定向鉆頭，其特征在于，所述第一內壁(203)端部設有內螺紋以與鉆頭螺紋連接。