[实用新型]钻探钻头用扁喷嘴斜射流式加长喷嘴

说明书

本实用新型涉及一种用于钻探钻头的带有扁喷嘴斜射流的加长喷嘴。它属于对钻井机械工程中水力机械联合破岩工具的改进。它是通过新型的结构来达到改进钻头的水力能量的分配和提高井底及牙齿清洗效果的目的。它主要是在常规的牙轮钻头上加设具有该新型结构的加长喷嘴。

目前，在钻探钻井用的牙轮钻头中，为提高钻头的钻进效果，一般采用普通圆喷嘴或加长圆喷嘴来进行井底和钻头牙轮的清洗。尤其是采用加长喷嘴，能够缩短喷嘴到井底的距离，降低射流到井底的能量衰减，从而提高射流清岩和破岩的效果及钻头钻速，降低钻井成本。但射流以什么样的方式喷出加长喷管和以什么样的能量分配方式冲击井底和清洗钻头，仍可具有不同的形式。通常的加长喷嘴是以圆出口喷嘴、单股射流以垂直或倾斜方式冲击井底。这样的射流虽然可直接冲击井底，但却不能更有效地清洗喷嘴前后的两个牙轮和辅助冲击牙轮牙齿周围压开的岩石裂纹，致使射流的能量得不到更加充分的利用和进一步消除岩屑的重复破碎现象。

本实用新型的目的就在于避免现有技术的不足之处而提供一种既可充分利用射流的能量来有效地清洗喷嘴前后牙轮下的井底，又可延长牙轮钻头寿命的具有新型结构的扁喷嘴斜射流加长喷嘴。它是由导流头、加长管体、分流体及扁出口喷嘴等构成，即在本实用新型中是将导流头、加长管体、分流体及扁出口喷嘴相串联而成。

附图1即为本实用新型的结构示意图。

其中，图1A是本实用新型的局部剖示图；

图1B是本实用新型的B向侧示图；

图1C是本实用新型的A向顶示图。

附图2即为本实用新型的展开工作示意图。

附图的图面说明如下：

1┄导流头 2┄加长管体 3┄分流体 4┄扁出口喷嘴

5┄前牙轮 6┄后牙轮 7┄加长喷嘴 8┄井底

为了实现本实用新型的上述目的，其设计者是将导流头（1）设计成呈喇叭状的，并将其小出口与加长管体（2）相联接，分流体（3）的内部结构为一个进口和两个出口，其两个出口分别与两个扁出口喷嘴（4）相联接；其扁出口喷嘴（4）的进口截面可以是圆形，其出口截面则可以是扁圆形，也可以是矩形的；其导流头（1）、加长管体（2）设计成可以是一体的，也可以是分体组装的；其分流体（3）与扁出口喷嘴（4）可以是一体的，也可以是分体焊接而成或螺纹联接而成。为了使整个加长喷嘴的内壁具有较强的耐冲蚀性，则在导流头（1）、加长管体（2）及分流体（3）的内壁上都衬附有耐冲蚀的衬套。

下面将结合实施例来详叙本实用新型的结构特点：

在实际设计制造中，本实用新型的设计者是将导流头（1）、加长管体（2）设计为一体，将分流体（3）和两个扁出口喷嘴（4）设计为一体，其加长管体（2）和喷嘴（4）结构如附图1所示，并在其内壁上都衬设了耐冲蚀的衬套。然后，将该加长喷嘴加设到常规牙轮钻头上即可。这样，通过本实用新型射出的高压流体是从加长喷嘴（7）分流体（3）所装的两个扁出口喷嘴（4）以两股倾斜射流同时射向井底（8），一股射流冲洗前一个牙轮（5）的后侧，另一股射流冲洗后一个牙轮（6）的前侧。冲击牙轮后侧时，当钻头牙轮吃入地层后，牙轮的周围产生微裂纹，射流冲击井底的微裂纹，起到辅助破岩的作用；冲击牙轮的前侧时，可在牙轮的牙齿接触井底之前及时地将牙齿下的岩屑清除，防止岩屑的重复破碎，保证了牙齿接触新的井底而起到了有效的清岩作用。

由于本实用新型采用了新型的加长喷嘴，既使过去的单射流改为双射流，又改变了射流的出口形状，使其能更有利地冲洗井底。这是因为扁出口喷嘴射流的动压力梯度大于圆出口射流喷嘴的动压力梯度，且冲洗范围大。所以，采用该加长喷嘴的钻探钻头，可明显地改善进底流场，提高射流清岩和破岩的能力，增加单只钻头的机械钻速和进尺，降低钻井成本。尤其是在深井钻探的大尺寸井眼内更能体现其优越性，因为大尺寸钻头的牙轮之间有足够的空间安置这种加长喷嘴。