一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭，是在鉆頭本體的內(nèi)腔中插設(shè)有內(nèi)置管，內(nèi)置管的外壁與鉆頭本體內(nèi)腔的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形空間，內(nèi)置管的內(nèi)腔為鉆頭本體的中心通道，鉆頭本體的側(cè)壁上開設(shè)有內(nèi)噴射孔和底噴孔，鉆頭本體的底部開設(shè)有偏心通道和擴(kuò)壓槽，內(nèi)置管下端的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體下端的臺(tái)肩之間形成環(huán)狀噴嘴，有益效果：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，有利于提高潛孔錘鉆進(jìn)效率和巖心(樣)采取率，對(duì)提高反循環(huán)形成效果，保證貫通式潛孔錘安全、快速、高效地進(jìn)行具有重要意義。
【專利說明】一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反循環(huán)鉆頭，特別涉及一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，貫通式潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)已成功應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查、水文水井鉆探、基礎(chǔ)工程施工等領(lǐng)域，在油氣井鉆井、礦山搶險(xiǎn)緊急救援等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。但在鉆遇破碎、漏失地層時(shí)反循環(huán)形成困難，部分氣體從環(huán)空間隙以正循環(huán)方式排出，導(dǎo)致孔底巖屑清除不徹底，影響鉆進(jìn)效率。正循環(huán)排出的氣體攜帶的細(xì)小巖屑顆粒易在鉆具變徑處堆積，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生卡鉆、埋鉆等復(fù)雜事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的反循環(huán)鉆頭在破碎地層反循環(huán)形成不徹底的技術(shù)難題，基于柯恩達(dá)附壁效應(yīng)，而提供的一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭。
[0004]本發(fā)明所述的強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭是在鉆頭本體的內(nèi)腔中插設(shè)有內(nèi)置管，內(nèi)置管的外壁與鉆頭本體內(nèi)腔的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形空間，內(nèi)置管的內(nèi)腔為鉆頭本體的中心通道，鉆頭本體的側(cè)壁上開設(shè)有內(nèi)噴射孔和底噴孔，鉆頭本體的底部開設(shè)有偏心通道和擴(kuò)壓槽，內(nèi)置管下端的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體下端的臺(tái)肩之間形成環(huán)狀噴嘴。
[0005]本發(fā)明的工作原理:
[0006]在潛孔錘正常沖擊鉆進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)潛孔錘活塞做功后的一部分氣體由鉆頭底噴孔高速噴出，然后攜帶巖屑經(jīng)擴(kuò)壓槽進(jìn)入偏心通道，另一部分氣體進(jìn)入鉆頭本體側(cè)壁上的內(nèi)噴射孔，然后沿環(huán)形空間下行至環(huán)狀噴嘴，由于氣體的附壁效應(yīng)，高速氣流將沿內(nèi)置管下端的弧形面內(nèi)側(cè)壁附壁流動(dòng)。在高速氣流的卷吸作用下，周圍的氣體不斷地向弧形面流動(dòng)，并在其附近產(chǎn)生較大的真空區(qū)，在壓力差的作用下，從擴(kuò)壓槽進(jìn)來的氣體和環(huán)空的氣體攜帶巖屑沿鉆頭底部流道進(jìn)入中心通道并對(duì)鉆頭本體進(jìn)行冷卻。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
[0008]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，從環(huán)狀噴嘴噴出的窄薄高速氣流，由于附壁效應(yīng)而緊貼著弧面流動(dòng)，可在周圍產(chǎn)生較大的真空，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的抽吸力，可大幅度提高鉆進(jìn)中反循環(huán)的形成效果，可以解決破碎、漏失地層反循環(huán)形成不徹底的技術(shù)難題，有利于提高潛孔錘鉆進(jìn)效率和巖心(樣)采取率，對(duì)提高反循環(huán)形成效果，保證貫通式潛孔錘安全、快速、高效地進(jìn)行具
有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為鉆頭底唇面形狀示意圖。
[0011]1、鉆頭本體2、內(nèi)置管3、內(nèi)噴射孔4、底噴孔5、擴(kuò)壓槽
[0012]6、臺(tái)肩7、環(huán)形空間8、環(huán)狀噴嘴9、中心通道10、偏心通道。【具體實(shí)施方式】:
[0013]請(qǐng)參閱圖1、圖2所示:
[0014]本發(fā)明所述的強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)取心鉆頭是在鉆頭本體I的內(nèi)腔中插設(shè)有內(nèi)置管2，內(nèi)置管2的外壁與鉆頭本體I內(nèi)腔的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形空間7，內(nèi)置管2的內(nèi)腔為鉆頭本體I的中心通道9，鉆頭本體I的側(cè)壁上開設(shè)有內(nèi)噴射孔3和底噴孔4，鉆頭本體I的底部開設(shè)有偏心通道10和擴(kuò)壓槽5，內(nèi)置管2下端的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體I下端的臺(tái)肩6之間形成環(huán)狀噴嘴8。
[0015]本發(fā)明的工作原理:
[0016]在潛孔錘正常沖擊鉆進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)潛孔錘活塞做功后的一部分氣體由鉆頭底噴孔4高速噴出，然后攜帶巖屑經(jīng)擴(kuò)壓槽5進(jìn)入偏心通道10，另一部分氣體進(jìn)入鉆頭本體I側(cè)壁上的內(nèi)噴射孔3，然后沿環(huán)形空間7下行至環(huán)狀噴嘴8，由于氣體的附壁效應(yīng)，高速氣流將沿內(nèi)置管2下端的弧形面內(nèi)側(cè)壁附壁流動(dòng)。在高速氣流的卷吸作用下，周圍的氣體不斷地向弧形面流動(dòng)，并在其附近產(chǎn)生較大的真空區(qū)，在壓力差的作用下，從擴(kuò)壓槽5進(jìn)來的氣體和環(huán)空的氣體攜帶巖屑沿鉆頭底部流道進(jìn)入中心通道9并對(duì)鉆頭本體I進(jìn)行冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種強(qiáng)力抽吸式反循環(huán)鉆頭，其特征在于:是在鉆頭本體的內(nèi)腔中插設(shè)有內(nèi)置管，內(nèi)置管的外壁與鉆頭本體內(nèi)腔的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形空間，內(nèi)置管的內(nèi)腔為鉆頭本體的中心通道，鉆頭本體的側(cè)壁上開設(shè)有內(nèi)噴射孔和底噴孔，鉆頭本體的底部開設(shè)有偏心通道和擴(kuò)壓槽，內(nèi)置管下端的內(nèi)側(cè)壁為弧形面，弧形面與鉆頭本體下端的臺(tái)肩之間形成環(huán)狀噴嘴。
【文檔編號(hào)】E21B25/00GK103967421SQ201410229104
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】曹品魯, 賴小林, 陳寶義, 王勁松, 殷琨, 孔繁琦, 張五釗, 白元, 李文齊 申請(qǐng)人:吉林大學(xué), 新疆維吾爾自治區(qū)安全科學(xué)技術(shù)研究院