專利名稱：雙流道鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井用的鉆頭。是一種與井下自動增壓裝置配合使用的鉆頭——雙流道鉆頭。由鉆頭體、噴嘴、超高壓噴嘴、超高壓連通管、泥漿流道，以及破碎巖石的牙輪或復(fù)合片等組成。采用本實(shí)用新型鉆井，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械破碎巖石與超高壓水力切割破碎巖石相結(jié)合新的鉆井方法。
背景技術(shù)：
目前，石油鉆井中全面鉆進(jìn)的鉆頭分為兩類三牙輪鉆頭和PDC鉆頭。三牙輪鉆頭是由鉆頭體、噴嘴和三個破碎巖石的牙輪組成。在鉆頭體內(nèi)有泥漿流道，泥漿流道與噴嘴相通。PDC鉆頭是由鉆頭體、焊接在鉆頭體上部的接頭、噴嘴和燒結(jié)在鉆頭體表面上的復(fù)合片組成。鉆頭體和接頭內(nèi)有泥漿流道，泥漿流道與噴嘴相通。這兩類鉆頭破碎巖石是依靠鉆具施加鉆壓，鉆頭隨鉆具一起旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行機(jī)械破碎巖石。泥漿泵提供的鉆井泥漿，通過鉆頭內(nèi)泥漿流道，從鉆頭噴嘴噴出，清洗井底并攜帶巖屑上返到地面。
隨著一種井下增壓裝置的研制成功，實(shí)現(xiàn)新的破碎巖石鉆井方法成為可能，即機(jī)械破碎巖石與超高壓水力切割破碎巖石相結(jié)合的鉆井方法。中國專利02204123、中國專利93116601提供的技術(shù)方案，是實(shí)現(xiàn)井下自動增壓裝置。經(jīng)試驗(yàn)這種自動提高泥漿壓強(qiáng)的裝置，可以將井下泥漿壓強(qiáng)提高十倍左右。所以，稱提高壓強(qiáng)后的泥漿為超高壓泥漿。由于現(xiàn)有的石油鉆井鉆頭，無論是三牙輪鉆頭還是PDC鉆頭，只有單一泥漿流道，無法使泥漿增壓裝置提供的超高壓泥漿通過鉆頭，無法與井下自動增壓裝置配合使用，不能適應(yīng)機(jī)械破碎巖石與超高壓水力切割破碎巖石相結(jié)合鉆井方法的要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種雙流道鉆頭，實(shí)現(xiàn)泥漿泵提供的泥漿(以下簡稱泥漿)和超高壓泥漿在鉆頭內(nèi)分流道通過，分別完成不同的鉆井功能。通過鉆頭噴嘴的泥漿完成清洗井底和攜帶巖屑；由自動增壓裝置提供的超高壓泥漿通過鉆頭的超高壓噴嘴完成水力切割破碎巖石。克服原有鉆頭只有單一泥漿流道，只能通過一種泥漿，不能實(shí)現(xiàn)超高壓泥漿破碎巖石的不足。
本實(shí)用新型是由鉆頭體、噴嘴、超高壓噴嘴、超高壓連通管和破碎巖石的牙輪或復(fù)合片組成。鉆頭體內(nèi)有泥漿流道，泥漿流道與噴嘴相通。鉆頭體上端有連接自動增壓裝置的錐管螺紋。其特征在于在泥漿流道內(nèi)有超高壓連通管.超高壓連通管上端在泥漿流道中心，超高壓連通管下端有定位套。定位套固定在鉆頭體上。超高壓連通管連接至少一個超高壓噴嘴。超高壓噴嘴中心線與鉆頭中心線之間的角度為0～60度之間。超高壓連通管上端有與井下自動增壓裝置實(shí)現(xiàn)連接的密封裝置，保障井下自動增壓裝置提供的超高壓泥漿進(jìn)入超高壓連通管。這樣超高壓連通管內(nèi)形成超高壓泥漿流道另外，超高壓連通管外部有泥漿流道，在本實(shí)用新型鉆頭中形成了兩種泥漿流道。
由于三牙輪鉆頭與PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)不同，固定超高壓連通管的定位套和固定方式有所不同。下面分別敘述兩種鉆頭超高壓連通管結(jié)構(gòu)和固定方式的技術(shù)特征。
雙流道三牙輪鉆頭所述定位套焊接在鉆頭體下部，定位套內(nèi)有內(nèi)螺紋。超高壓連通管與定位套螺紋連接。超高壓噴嘴與定位套螺紋連接，并焊接在定位套上。
雙流道PDC鉆頭所述定位套和超高壓噴嘴鑲嵌在鉆頭體內(nèi)。鑲嵌過程在鉆頭體燒結(jié)時完成。鉆頭體內(nèi)有超高壓泥漿流道，同樣在燒結(jié)時完成。超高壓泥漿流道一端與超高壓連通管相通。超高壓泥漿流道另一端有超高壓噴嘴。
為了與井下自動增壓裝置連接時保證密封，超高壓泥漿不泄漏，在超高壓連通管的上端部有密封裝置。所述的密封裝置采用“O”型密封圈和膨脹密封結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型效果是由于在鉆頭的泥漿流道內(nèi)設(shè)有超高壓連通管，形成超高壓泥漿流道，井下泥漿自動增壓裝置產(chǎn)生的超高泥漿可以通過超高壓連通管到達(dá)超高壓噴嘴并噴出，形成超高壓噴射流破碎井底巖石。另外在超高壓連通管外部，是泥漿流道，可通過泥漿，清洗井底巖屑并攜帶巖屑上返到地面。滿足了自動增壓裝置要求。


申請附圖1是雙流道三牙輪鉆頭的剖面示意圖。表示超高壓連通管(1)在鉆頭中的位置和連接關(guān)系。鉆頭有三個破碎巖石的牙輪和噴嘴未表示出。附圖1是本申請的一個實(shí)施例。
申請附圖2是雙流道PDC鉆頭的剖面示意圖。表示超高壓連通管(1)在鉆頭中的位置和連接關(guān)系。附圖2同樣也是一個實(shí)施例。
在附圖中，實(shí)線箭頭所示的方向是超高壓泥漿經(jīng)過的路線。虛線箭頭所示的是泥漿經(jīng)過的路線。清楚表明本實(shí)用新型鉆頭中有一條超高壓泥漿流道(B)和一條泥漿流道(A)。附圖中序號所對應(yīng)的部件1、超高壓連通管，2、定位套，3、超高壓噴嘴，4、鉆頭體，5、噴嘴，6、接頭。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1結(jié)合附圖1進(jìn)行說明。一種雙流道三牙輪鉆頭，由鉆頭體(4)、噴嘴(5)(圖中未表示出)、泥漿流道(A)，以及破碎巖石的三個牙輪(圖中未表示出)等組成。鉆頭體(4)內(nèi)泥漿流道(A)與噴嘴(5)相通。鉆頭體(4)上端有錐管螺紋。彎曲形超高壓連通管(1)在泥漿流道(A)內(nèi)穿過。超高壓連通管(1)下端有定位套(2)。定位套(2)焊接在鉆頭體(4)上，定位套(2)內(nèi)有螺紋，與超高壓連通管(1)下端螺紋配合固定。超高壓連通管(1)連接一個超高壓噴嘴(3)。超高壓噴嘴(3)中心線與鉆頭中心線之間的角度為10度。超高壓噴嘴(3)采用螺紋與定位套(2)連接.并焊接在一起。超高壓連通管(1)上端有與井下自動增壓裝置連接的密封裝置。密封裝置采用“O”型密封圈和膨脹式密封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。在超高壓連通管(1)的下部有密封裝置，密封裝置采用過盈密封結(jié)構(gòu)或密封圈密封。
實(shí)施例2結(jié)合附圖2進(jìn)行說明。雙流道PDC鉆頭由鉆頭體(4)、噴嘴(5)、泥漿流道(A)以及破碎巖石的復(fù)合片等組成。鉆頭體(4)內(nèi)有泥漿流道(A)，泥漿流道(A)與噴嘴(5)相通。鉆頭體(4)是采用模具燒結(jié)制成。鉆頭體(4)上端有接頭(6)。接頭(6)上部有連接自動增壓的裝置的錐管螺紋。接頭(6)與鉆頭體(4)焊接。接頭(6)內(nèi)有泥漿流道(A)。超高壓連通管(1)穿插在泥漿流道(A)內(nèi)，超高壓連通管(1)下端有定位套(2)。定位套(2)、超高壓噴嘴(3)是在燒結(jié)時固定在鉆頭體(4)上的。定位套(2)將超高壓連通管(1)固定在鉆頭體(4)上。超高壓連通管(1)與超高壓噴嘴(3)之間有超高壓泥漿流道(B)。超高壓連通管(1)上端有與井下自動增壓裝置連接的密封裝置。密封裝置采用膨脹式密封結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例3一種雙流道PDC鉆頭，鉆頭體(4)是采用機(jī)械加工方法制成，其形狀與實(shí)施例2相同。不同點(diǎn)是超高壓泥漿流道(B)采用鉆孔加工制成。超高壓噴嘴(3)采用焊接固定在鉆頭體(4)上。
權(quán)利要求1.一種石油鉆井用，特別是與井下自動增壓裝置配合使用的雙流道鉆頭，是由鉆頭體(4)、超高壓噴嘴(3)、噴嘴(5)和破碎巖石的牙輪或復(fù)合片組成，鉆頭體(4)內(nèi)有泥漿流道(A)，泥漿流道(A)與噴嘴(5)相通，鉆頭體(4)上端有連接自動增壓的裝置的錐管螺紋，其特征在于在泥漿流道(A)內(nèi)有超高壓連通管(1)， 超高壓連通管上端在泥漿流道中心，超高壓連通管(1)下端有定位套(2)，定位套(2)固定在鉆頭體(4)上，超高壓連通管(1)穿插在泥漿流道(A)內(nèi)，超高壓連通管(1)連接至少一個超高壓噴嘴(3)，超高壓噴嘴(3)中心線與鉆頭中心線之間的角度為0～60度之間，超高壓連通管(1)上端有與井下自動增壓裝置連接的密封裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的雙流道鉆頭，是一種三牙輪鉆頭，鉆頭體(4)上有三個破碎巖石的牙輪，其特征在于所述定位套(2)焊接在鉆頭體(4)下部，定位套(2)內(nèi)有內(nèi)螺紋，彎曲形的超高壓連通管(1)與定位套(2)螺紋連接，超高壓噴嘴(3)與定位套(2)螺紋連接，并焊接在定位套(2)上。
3.如權(quán)利要求1所述的雙流道鉆頭，是一種PDC鉆頭，鉆頭體(4)上有破碎巖石的復(fù)合片，其特征在于所述定位套(2)和超高壓噴嘴(3)鑲嵌在鉆頭體(4)內(nèi)，鉆頭體(4)內(nèi)有超高壓泥漿流道(B)，超高壓泥漿流道(B)一端與超高壓連通管(1)相通，超高壓泥漿流道(B)另一端有超高壓噴嘴(3)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙流道鉆頭，其特征在于在超高壓連通管(1)的上部有密封裝置，所述的密封裝置采用“O”型密封圈和膨脹密封結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙流道鉆頭。其特征在于在超高壓連通管(1)的上部有密封裝置，所述的密封裝置采用的是膨脹密封結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的雙流道鉆頭，其特征在于在超高壓連通管(1)的下部有密封裝置，所述的密封裝置采用過盈密封結(jié)構(gòu)或密封圈密封。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與井下自動增壓裝置配合使用的鉆頭——雙流道鉆頭。由鉆頭體、噴嘴、超高壓噴嘴、超高壓連通管、泥漿流道，以及破碎巖石的牙輪或復(fù)合片等組成。其特征在于在泥漿流道內(nèi)有超高壓連通管，超高壓連通管下端有定位套。定位套固定在鉆頭體上，定位套將超高壓連通管固定在泥漿流道內(nèi)。超高壓連通管連接超高壓噴嘴。效果是由于在鉆頭的泥漿流道內(nèi)設(shè)有超高壓連通管，井下自動增壓裝置產(chǎn)生的超高泥漿可以通過超高壓連通管到達(dá)超高壓噴嘴并噴出，形成超高壓噴射流破碎井底巖石。在超高壓連通管外部為泥漿流道，泥漿泵提供的泥漿通過泥漿流道和噴嘴完成井底凈化和攜巖上返。
文檔編號E21B10/00GK2665342SQ20032010171
公開日2004年12月22日 申請日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者楊文魁 申請人:楊文魁