[实用新型]一种后喷水孔金刚石钻头

说明书

本实用新型涉及石油天然气、矿山工程、地热井、建筑基础工程施工、地质、水文钻探技术领域，特别涉及一种后喷水孔金刚石钻头。该装置在至少一个所述刀翼的前方设置有延伸自钻头体或连接在钻头体上的后喷水孔座，后喷水孔座上设置有与钻头内流道相通的后喷水孔，后喷水孔能直接喷射到所述刀翼上的切削齿或切削齿前方的岩石。本实用新型实现了在高温钻井中对切削齿冷却充分、岩屑运移及时，大大提高钻头钻进性能。

技术领域：

本实用新型涉及石油天然气、矿山工程、地热井、建筑基础工程施工、地质、水文钻探技术领域，特别涉及一种后喷水孔金刚石钻头。

背景技术：

钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。除切削结构以外，钻头上的水力结构对钻头的破岩效率、使用寿命也起到了重要作用，即冷却切削齿、清洗井底、运移岩屑、辅助破岩等。目前，钻头上水力结构的设计均是在钻头体上的不同位置布置喷嘴或水眼(水孔)，内流道里的钻井液或冷却介质通过喷嘴或水孔喷射出去以达到冷却钻头切削元件，以及清洗井底排走岩屑的目的。

在现代快速钻井技术中，需要钻头具有优良破岩切削结构的同时，还需钻头具有良好的清洗井底、运移岩屑、切削齿冷却与清洗等水力性能。常规钻头的水力结构只能针对特定地层来进行设计，一是针对软地层来进行相应钻头的设计，来预防在钻进软地层中因岩屑过多而导致的钻头泥包；二是针对硬地层来进行相应的钻头的设计，来预防在钻进硬地层中因摩擦过大而使切削齿产生较大的热量，从而使其不能得到及时冷却而发生热磨损现象。以上钻头只能针对软地层或者硬地层等单一地层来进行钻进，而不能同时兼顾软、硬地层钻进。当喷嘴离切削齿距离较大即喷距大，在钻进软地层时将不能及时对岩屑进行清洗、运移，从而造成岩屑的不断堆积，进而导致钻头泥包的产生，最终引起钻头失效；在钻进硬地层时将会使切削齿因摩擦作用不能得到及时充分的冷却而使切削齿发生热磨损。特别是近年来深井超深井以及地热钻井的迅速发展，钻头的工作环境温度高达150°或更高，切削齿发生热磨损的现象大幅提升，显著降低了钻头的使用寿命和钻进性能。

随着钻井的不断发展，要使金刚石钻头特别是PDC钻头在难钻地层(包括硬地层、高研磨性地层、强不均质地层、易泥包地层、高温地层)具备更好的工作性能，就必须改善钻头水力结构设计的科学性，提高钻头冷却效果、携岩效果和辅助破岩效果，特别是要尽可能减少甚至避免切削齿的热磨损现象。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种后喷水孔金刚石钻头，该装置实现了在高温钻井中对切削齿冷却充分、岩屑运移及时，大大提高钻头钻进性能。克服了现有钻头在高温钻井中冷却不充分、岩屑运移不及时，因而降低钻头钻进性能的不足。

本实用新型所采取的技术方案是：一种后喷水孔金刚石钻头，包括钻头体、延伸自钻头体的刀翼，所述刀翼包括前侧面与后侧面，所述刀翼上还设置有金刚石切削齿，相邻所述刀翼之间形成水道槽，在至少一个所述刀翼的前方设置有延伸自钻头体或连接在钻头体上的后喷水孔座，后喷水孔座上设置有与钻头内流道相通的后喷水孔，后喷水孔能直接喷射到所述刀翼上的切削齿或切削齿前方的岩石。

作为选择，将至少一个刀翼作为后喷水孔座，后喷水孔设置在所述刀翼体上。

作为选择，将至少一个刀翼作为后喷水孔座，后喷水孔设置在所述刀翼体上，且所述刀翼上具有凸起水孔体，后喷水孔出口设置在所述的凸起水孔体上。

作为选择，所述后喷水孔座上设置的后喷水孔的出口形状包括圆形、椭圆形、矩形、扁长型或它们之间的组合。

作为选择，所述后喷水孔座上装有可换式喷嘴。

作为选择，至少1个所述后喷水孔在井底的喷射位置为后方刀翼切削齿的切削区域。

作为选择，至少1个所述后喷水孔在井底的喷射位置为后方刀翼切削齿前方的井底岩石上，且在水道槽水道宽度的中部和/或前部区域。