專利名稱：側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種油氣井硬巖鉆進及其它鉆掘機具，尤其是貫通式風動 潛孔錘側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭。
背景技術(shù)：
貫通式潛孔錘反循環(huán)連續(xù)取心技術(shù)是一種先進的鉆進工藝。其工作原 理為壓縮空氣通過雙壁鉆桿的外環(huán)通道進入潛孔錘驅(qū)動活塞做功，做功 后的廢氣經(jīng)過多噴嘴原理的反循環(huán)鉆頭后，產(chǎn)生孔底負壓區(qū)，形成全孔反 循環(huán)。由于該工藝巖礦心采取率高、全孔反循環(huán)并對地層擾動小，所以針 對解決復雜地層的鉆進難題具有較大的優(yōu)勢。近年來，在不同的地質(zhì)情況 的地層中進行了試驗，取得了良好的應用效果。
貫通式潛孔錘的結(jié)構(gòu)區(qū)別于普通潛孔錘的主要特征在于中空型的設 計。主要由外缸、內(nèi)缸、活塞和心管將內(nèi)腔分為前氣室、后氣室，通過壓 縮空氣驅(qū)動活塞往復運動產(chǎn)生沖擊能，實現(xiàn)鉆進。做功后的廢氣經(jīng)反循環(huán) 專用鉆頭，攜帶巖礦心經(jīng)心管的內(nèi)通孔上返至地表，實現(xiàn)反循環(huán)連續(xù)取心。 現(xiàn)有的貫通式潛孔錘反循環(huán)連續(xù)取心碎巖鉆進過程中，鉆頭貼近孔底時， 氣體攜帶孔底巖礦樣經(jīng)鉆頭的貫通孔上返，此時反循環(huán)效果良好，鉆具與 孔壁之間的環(huán)狀間隙過風量很少，對孔壁的擾動也很小。當鉆具提離孔底 時，潛孔錘不工作，對孔底形成強吹孔，絕大部分氣體突然膨脹并從中心 反循環(huán)通道上返至地表，此時具有良好的棑渣能力，但存在小部分氣體從 外環(huán)間隙逸出，攜帶細顆粒巖粉通過正循環(huán)跑掉，致使小部分巖礦樣丟失， 而且由于這部分從外環(huán)逸出的氣體流量并不大，對孔壁粘附的巖屑巖粉清 除能力不夠強，導致部分巖粉堆積在潛孔錘與雙壁鉆桿交接的臺階處，長 時間的積累容易造成鉆孔的縮徑和夾鉆，可能會發(fā)生嚴重的埋鉆事故。當 孔內(nèi)存在少量水時，縮徑和夾鉆的幾率增大。鉆孔外環(huán)間隙逸出的部分氣 體導致的縮徑和夾鉆的問題，是現(xiàn)階段貫通式潛孔錘反循環(huán)連續(xù)取心這項 先進工藝在推廣應用過程中出現(xiàn)的比較典型的難點，只有解決這個問題， 才能更好地完善該項工藝技術(shù)。目前貫通式潛孔錘應用過程中存在的主要問題是在強吹孔的過程中 鉆頭脫離孔底，氣體體積迅速膨脹， 一部分氣體攜帶微小顆粒巖粉從鉆具 與鉆孔的環(huán)狀間隙中逸出，由于外環(huán)間隙的氣體流量小上返風速不足以將 巖粉排出鉆孔，巖粉懸掛在孔壁和堆積在鉆具連接的臺階處。不但造成巖 礦樣的丟失，并且?guī)r粉長時間堆積，尤其孔內(nèi)遇水時，容易引起縮徑和夾 鉆等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以解決部分 氣體攜帶小顆粒巖屑巖粉從鉆孔外環(huán)狀間隙逸而導致的縮徑、夾鉆和部分 礦樣丟失問題的側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭。
本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的
反循環(huán)鉆頭3上設有鉆頭引射噴嘴2、氣體混合噴嘴5和鉆頭側(cè)吸口 4，引射噴嘴2、氣體混合噴嘴5和鉆頭側(cè)吸口 4與鉆頭底部和鉆頭中心 通道1相連通。
積極效果本發(fā)明提高了目前貫通式潛孔錘反循環(huán)形成的能力，解決
了部分氣體攜帶小顆粒巖屑巖粉從鉆孔外環(huán)狀間隙逸而導致的縮徑、夾鉆
和部分礦樣丟失問題。
附圖側(cè)吸式反循環(huán)鈷頭剖視圖
l鉆頭中心通道，2鉆頭引射噴嘴，3反循環(huán)鉆頭，4鉆頭側(cè)吸口， 5氣體混合噴嘴
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進-一步詳細描述
反循環(huán)鉆頭3上設有鉆頭引射噴嘴2、氣體混合噴嘴5和鉆頭側(cè)吸口 4，引射噴嘴2、氣體混合噴嘴5和鉆頭側(cè)吸口 4與鉆頭底部和鉆頭中心 通道1相連通。
在潛孔錘正常沖擊鉆進時，驅(qū)動活塞沖擊做功后的一部分廢氣進入反 循環(huán)鉆頭引射噴嘴2，高速氣體直接噴射進鉆頭氣體混合噴嘴5，根據(jù)引 射原理，在此過程中，由于高速流體的巻吸作用，將會把鉆頭與孔壁之間 環(huán)狀間隙上返的廢氣和巖粉從側(cè)吸口 4處巻吸到鉆頭氣體混合噴嘴5內(nèi)， 并和來自鉆頭引射噴嘴2的高速氣流于氣體混合噴嘴5內(nèi)混合，形成混合噴射流體。該混合噴射流體經(jīng)過鉆頭混合噴嘴5的導流作用，直接作用于 孔底的巖屑，起到排渣和冷卻鉆頭的作用。通過側(cè)吸口4，對從環(huán)狀空間 跑掉的氣體和巖粉進行了重吸收，有效的防止一部分氣體攜帶小顆粒巖屑 巖粉從鉆孔外環(huán)狀間隙逃逸而導致的縮徑、夾鉆和部分礦樣丟失的發(fā)生, 同時也有效的提高了整個鉆進中反循環(huán)形成的能力，極大的提高鉆進效率 和巖礦心采取率。
權(quán)利要求
1、一種側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭，其特征在于，反循環(huán)鉆頭(3)上設有鉆頭引射噴嘴(2)、氣體混合噴嘴(5)和鉆頭側(cè)吸口(4)。
2、 按照權(quán)利要求l所述的側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭，其特征在于，引射噴嘴(2)、 氣體混合噴嘴(5)和鉆頭側(cè)吸口 (4)與鉆頭底部和鉆頭中心通道(1)相連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣井硬巖鉆進及鉆掘機具，尤其是貫通式風動潛孔錘側(cè)吸式反循環(huán)鉆頭。反循環(huán)鉆頭上設有鉆頭引射噴嘴、氣體混合噴嘴和鉆頭側(cè)吸口，引射噴嘴、氣體混合噴嘴和鉆頭側(cè)吸口與鉆頭底部和鉆頭中心通道相連通。根據(jù)引射原理，由于高速流體的卷吸作用，將會把鉆頭與孔壁之間環(huán)狀間隙上返的廢氣和巖粉從側(cè)吸口處卷吸到鉆頭氣體混合噴嘴內(nèi)，并和來自鉆頭引射噴嘴的高速氣流于氣體混合噴嘴內(nèi)混合，形成混合噴射流體。提高了貫通式潛孔錘反循環(huán)形成的能力，解決了一部分氣體攜帶小顆粒巖屑巖粉從鉆孔外環(huán)狀間隙逃逸而導致的縮徑、夾鉆和部分礦樣丟失問題。
文檔編號E21B10/00GK101319599SQ20081005099
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者劉建林, 坤 博, 張永光, 彭枧明, 琨 殷, 殷其雷, 范黎明 申請人:吉林大學