氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，其中氣體鉆井鉆頭包括：鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲(chǔ)氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個(gè)牙座，其中所述至少兩個(gè)牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍；所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪；在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲(chǔ)氣腔。在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個(gè)牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。通過本實(shí)用新型提供的氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，從中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔同時(shí)噴出氣流，消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進(jìn)行鉆井。
【專利說明】氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油及天然氣勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]石油和天然氣的勘探開發(fā)需要鉆井技術(shù)將地層鉆開。而隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，氣體鉆井技術(shù)因?yàn)槠洳粫?huì)破壞儲(chǔ)層并且機(jī)械鉆速高的特點(diǎn)成為應(yīng)用最為普遍的鉆井技術(shù)，從而氣體鉆井牙輪鉆頭被廣泛應(yīng)用在鉆井技術(shù)中。
[0003]然而，現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭在進(jìn)行鉆井時(shí)，壓縮機(jī)泵排出的氣流進(jìn)入鉆頭本體，然后通過側(cè)噴嘴孔噴出，以將鉆削巖層的過程中會(huì)產(chǎn)生巖屑通過鉆的通過側(cè)噴嘴孔排出。
[0004]然而，現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭中，側(cè)噴嘴孔是開設(shè)在鉆頭本體位于相鄰兩個(gè)牙座之間的，只能消除一小部分巖屑，尤其是在鉆頭的中心位置處會(huì)產(chǎn)生較多滯留的巖屑，無法徹底消除巖屑，造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而造成卡鉆的情況，不利于進(jìn)行鉆井。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]鑒于此，本實(shí)用新型提供一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，由于現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭中，只能消除一小部分巖屑，而鉆頭的中心位置處會(huì)產(chǎn)生較多滯留的巖屑，無法徹底消除巖屑，造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，造成卡鉆的情況而不利于進(jìn)行鉆井的問題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種氣體鉆井鉆頭，包括:
[0007]鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲(chǔ)氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個(gè)牙座，其中所述至少兩個(gè)牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍；
[0008]所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪；
[0009]在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲(chǔ)氣腔。
[0010]在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個(gè)牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。
[0011]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述中心噴嘴孔中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
[0012]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述牙座為三個(gè)，每個(gè)所述牙座上設(shè)置一個(gè)所述牙輪，所述側(cè)噴嘴孔為三個(gè)，所述三個(gè)側(cè)噴嘴孔位于同一正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。
[0013]如上所述的氣體鉆井鉆頭中,還包括:
[0014]所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線與水平面呈50。-80。的夾角。
[0015]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，在所述牙座的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔，所述反噴嘴孔與所述儲(chǔ)氣腔連通。
[0016]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述反噴嘴孔為三個(gè)，且每個(gè)所述反噴嘴孔沿背離所述牙座的方向傾斜伸出。
[0017]如上所述的氣體鉆井鉆頭中,還包括:
[0018]所述反噴嘴孔的中心軸線與所述中心噴嘴孔的中心軸線呈10° -60°的夾角。
[0019]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述中心噴嘴孔的直徑值為7-15111111。
[0020]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述側(cè)噴嘴孔的直徑值為7-15！^。
[0021]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述反噴嘴孔的直徑值為7-15！^。
[0022]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述鉆頭本體的頂部具有開口，所述開口與所述儲(chǔ)氣腔連通；所述鉆頭本體頂端、對(duì)應(yīng)所述開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭。
[0023]本實(shí)用新型提供一種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:
[0024]氣體壓縮裝置，與所述氣體壓縮裝置連接的送氣管路，所述送氣管路連接有如上任一所述的氣體鉆井鉆頭。
[0025]本實(shí)用新型提供的氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，通過在氣體鉆井鉆頭的鉆頭本體，內(nèi)部形成有儲(chǔ)氣腔，并在鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有與儲(chǔ)氣腔連通的中心噴嘴孔，，在鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個(gè)牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。這樣提供了中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔，實(shí)現(xiàn)了從中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔同時(shí)出現(xiàn)氣流，消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進(jìn)行鉆井。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]符號(hào)說明:
[0029]1-鉆頭本體2-牙座
[0030]3-牙輪4-中心噴嘴孔
[0031]5-側(cè)噴嘴孔6-反噴嘴孔
[0032]7 -儲(chǔ)氣腔8 -螺紋接頭

【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭，包括:
[0035]鉆頭本體1，鉆頭內(nèi)部形成有儲(chǔ)氣腔7，鉆頭本體1的一端固定設(shè)置有至少兩個(gè)牙座2，其中至少兩個(gè)牙座2均勻分布在鉆頭本體1的中心周圍；
[0036]牙座2上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪3 ；
[0037]在鉆頭本體1設(shè)有牙座2的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔4，中心噴嘴孔4連通至儲(chǔ)氣腔7。
[0038]在鉆頭本體:設(shè)有牙座2的一端、且在相鄰的兩個(gè)牙座2之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔5。
[0039]具體地，如圖2本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖所示，在鉆頭本體1的內(nèi)部形成一個(gè)儲(chǔ)氣腔7 ；如圖1所示，鉆頭本體1的下端部邊緣位置設(shè)置有至少兩個(gè)呈圓周環(huán)狀的均勻分布的牙座2，牙座2與鉆頭本體1可以為一體成型；各牙座2的下端部分別可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)有牙輪3，例如，牙輪3可以包括輪體和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸穿過壓輪3中心并固定在牙座2上，以保證壓輪3可以繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0040]鉆頭本體1的開設(shè)有中心噴嘴孔4，中心噴嘴孔4位于牙座2的底端中心處，即中心噴嘴孔4與鉆頭本體1同軸，同時(shí)中心噴嘴孔4頂端連通至儲(chǔ)氣腔7、底端位于鉆頭本體1的底端端面上。
[0041]鉆頭本體1上還開設(shè)有朝下開口的側(cè)噴嘴孔5，側(cè)噴嘴孔5可以位于牙座2的底端并且位于相鄰的兩個(gè)牙座2之間。
[0042]本實(shí)施例提供的氣體鉆井鉆頭在工作時(shí)，可以將本氣體鉆井鉆頭連接到氣體鉆井系統(tǒng)中，并使儲(chǔ)氣腔7與氣體鉆井系統(tǒng)中的送氣管路連通；在氣體鉆井系統(tǒng)的高壓氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣腔7之后，可分別通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5噴出。
[0043]進(jìn)而在氣體壓強(qiáng)的作用下，兩股氣流沖擊井底平面并形成漫流，而由于井底紊動(dòng)度高，動(dòng)壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0044]本實(shí)用新型提供的氣體鉆井鉆頭通過提供了與鉆頭本體1內(nèi)部的儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的噴嘴孔，中心噴嘴孔4位于鉆頭本體1設(shè)有牙座2的底端中心處，并在設(shè)有牙座2的一端、且在相鄰的兩個(gè)牙座2之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔5。從而在氣體可通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5噴出時(shí)，兩股氣流沖擊井底平面并形成漫流，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在側(cè)噴嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時(shí)，在中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進(jìn)行鉆井。
[0045]進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，中心噴嘴孔4中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
[0046]具體地，中心噴嘴孔4的內(nèi)壁表面上設(shè)有形成有螺旋狀延伸的渦流槽，從而中心噴嘴孔4形成了一種渦流噴嘴的結(jié)構(gòu)。在中心噴嘴孔4中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽，可以在氣體進(jìn)入中心噴嘴孔4之后，有效地增加鉆頭本體內(nèi)部氣體紊流，進(jìn)而消除井底的流體滯留區(qū)，有利于更加有效地消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑。
[0047]進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，牙座2為三個(gè)，每個(gè)牙座2上設(shè)置一個(gè)牙輪3，側(cè)噴嘴孔5為三個(gè)，三個(gè)側(cè)噴嘴孔5位于同一正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。
[0048]具體地，三個(gè)牙座2均勻分布在鉆頭本體1的中心周圍，并且每個(gè)牙座2的下端部分別可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)有牙輪3 ；同時(shí)，鉆頭本體1上還開設(shè)有朝下開口的三個(gè)側(cè)噴嘴孔5，三個(gè)側(cè)噴嘴孔5分別位于各個(gè)牙座2的一端并且各自位于相鄰的兩個(gè)牙座2之間，三個(gè)側(cè)噴嘴孔5位于同一正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。
[0049]通過提供三個(gè)側(cè)噴嘴孔5，使得在氣體可通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和三個(gè)側(cè)噴嘴孔5噴出時(shí)，幾股氣流沖擊井底平面并形成漫流，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而更加能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在側(cè)噴嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時(shí)，在中心噴嘴孔4和三個(gè)側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而更徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，避免造成卡鉆的情況，進(jìn)一步有利于進(jìn)行鉆井。
[0050]進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，還包括:側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，并且，優(yōu)選地，所述側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的5中心軸線與水平面呈50。-80°的夾角。
[0051]具體地，由于側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線不在同一平面內(nèi)，所以在確定側(cè)噴嘴孔5的中心軸線時(shí)，可以采用如下方式:
[0052]首先，確定鉆頭本體1的中心軸線11，確定中心噴嘴孔4的下嘴孔碎雜的平面為水平面，側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角；
[0053]然后，選擇一條與鉆頭本體1的中心軸線相差50。-80°的軸線12，11與12所在的平面設(shè)定為平面￡1 ；
[0054]最后，12與中心噴嘴4的底端面所在平面的交點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)II，以點(diǎn)II為圓心，將12旋轉(zhuǎn)一定角度得到13，使得13與平面3的夾角為2° -10°，13即可以作為側(cè)噴嘴孔5的中心軸線；
[0055]通過上述方法得到的側(cè)噴嘴孔5的中心軸線，既能夠保證與鉆頭本體1的中心軸線具有10° -30°夾角，又可以保證與鉆頭本體1的中心軸線具有2° -10°前傾角。
[0056]具體地，側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，側(cè)噴嘴孔5的開口相對(duì)于牙座2朝上開口，并且側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線呈10。-30°夾角，即側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角。
[0057]同時(shí)，各個(gè)側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線不在同一平面內(nèi)，各個(gè)側(cè)噴嘴孔5的中心軸線的投影與鉆頭本體1的中心軸線呈2° -10°夾角。通過設(shè)計(jì)三個(gè)側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線夾角度數(shù)，使得在氣體可通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和三個(gè)側(cè)噴嘴孔5噴出時(shí)，幾股氣流沖擊井底平面并形成漫流，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而更加能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在偵傾嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時(shí)，在中心噴嘴孔4和三個(gè)側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進(jìn)行鉆井。
[0058]在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，在牙座2的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔6，反噴嘴孔6與儲(chǔ)氣腔7連通。
[0059]具體地，鉆頭本體1的牙座2的外側(cè)面上還開設(shè)有反噴嘴孔6，并且反噴嘴孔6的開口相對(duì)牙座2是朝上開口，反噴嘴孔6與儲(chǔ)氣腔7連通。
[0060]通過設(shè)計(jì)反噴嘴孔6，在氣體通過儲(chǔ)氣腔7之后，氣體可通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進(jìn)而在氣體壓強(qiáng)的作用下，中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動(dòng)度高，動(dòng)壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖；而反噴嘴孔6產(chǎn)生的氣流，能夠有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運(yùn)移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進(jìn)入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0061]進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，反噴嘴孔6為三個(gè)，且每個(gè)反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出。
[0062]具體地，反噴嘴孔6為三個(gè)，各個(gè)牙座2的外側(cè)面分別設(shè)有一個(gè)反噴嘴孔6，并且每個(gè)反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出，每個(gè)反噴嘴孔6的延伸方向是由鉆頭本體1朝頂端傾斜延伸的，及反噴嘴孔6的末端開口(氣體噴出的出口)相對(duì)牙座2是朝上。
[0063]通過設(shè)計(jì)在各個(gè)牙座2的外側(cè)面分別設(shè)計(jì)一個(gè)反噴嘴孔6，在三個(gè)反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流的作用下，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運(yùn)移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進(jìn)入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0064]進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，還包括:反噴嘴孔6的中心軸線與中心噴嘴孔4的中心軸線呈10。-60°的夾角。
[0065]具體地，各個(gè)反噴嘴孔6的中心軸線與中心噴嘴孔4的中心軸線呈10。-60°的夾角，每個(gè)反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出，每個(gè)反噴嘴孔的開口相對(duì)牙座2是朝上開口的。
[0066]在上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，中心噴嘴孔4的直徑值為7-15！^ ；側(cè)噴嘴孔5的直徑值為7-15臟。
[0067]具體地，中心噴嘴孔4的直徑值為7-15！^，中心噴嘴孔4的直徑值應(yīng)略大于側(cè)噴嘴孔5和反噴嘴孔6的直徑值；側(cè)噴嘴孔5的直徑值應(yīng)略小于中心噴嘴孔4的直徑值。
[0068]進(jìn)一步地，優(yōu)選地，反噴嘴孔6的直徑值為7-15111111。
[0069]其中，反噴嘴孔6的直徑值應(yīng)略小于中心噴嘴孔4的直徑值。
[0070]通過設(shè)計(jì)相對(duì)牙座2是斜朝上開口的反噴嘴孔6，在氣體通過儲(chǔ)氣腔7之后，氣體可通過與儲(chǔ)氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進(jìn)而在氣體壓強(qiáng)的作用下，中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動(dòng)度高，動(dòng)壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0071]同時(shí)，通過三個(gè)反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運(yùn)移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進(jìn)入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0072]另外，根據(jù)多次試驗(yàn)，將中心噴嘴孔4的直徑設(shè)置為7-15！^，并將側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6的的直徑設(shè)置都設(shè)置為7-15皿，從而可以科學(xué)的產(chǎn)生氣流，各個(gè)氣流之間可以進(jìn)行良好的配合，達(dá)到在井底平面形成漫流的效果，并更加有效的沖擊井底上返的巖屑。進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中，鉆頭本體1的頂部具有開口，開口與儲(chǔ)氣腔7連通；鉆頭本體1頂端、對(duì)應(yīng)開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭8。
[0073]具體地，鉆頭本體1的頂部可具有開口，開口與儲(chǔ)氣腔7是相互連通的，從而氣體可以通過開口流入儲(chǔ)氣腔7 ；并且，鉆頭本體1頂端、對(duì)應(yīng)開口外側(cè)形成螺紋接頭8，該螺紋接頭8可以與其它管路連接，便于輸送氣體的管路與鉆頭本體1進(jìn)行連接。
[0074]通過在鉆頭本體1頂端、對(duì)應(yīng)開口外側(cè)設(shè)計(jì)螺紋接頭8，輸入氣體的管路可以通過螺紋接頭8與鉆頭本體1快速進(jìn)行連接；以使壓縮氣體經(jīng)開口進(jìn)入儲(chǔ)氣腔7，并通過中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進(jìn)而在壓縮氣體的高壓力的作用下，氣體經(jīng)中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動(dòng)度高，動(dòng)壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0075]同時(shí)，三個(gè)反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運(yùn)移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進(jìn)入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0076]本實(shí)用新型實(shí)施例二提供了一種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:氣體壓縮裝置，送氣管路連接有如前任一實(shí)施例的氣體鉆井鉆頭。其中，氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例類似，此處不再贅述。
[0077]其中，氣體壓縮裝置用于產(chǎn)生壓縮氣體，具體可以為壓縮空氣或氮?dú)猓蜌夤苈愤B接在氣體壓縮裝置與氣體鉆井鉆頭之間，用于將氣體壓縮裝置產(chǎn)生的高壓氣體輸送至氣體鉆井鉆頭。在具體的實(shí)施方式中，氣體壓縮裝置采用氣體壓縮機(jī)泵；送氣管路可與壓縮機(jī)泵輸出口連接，并可通過螺紋接頭8與鉆頭本體1的開口進(jìn)行連接；從而氣體壓縮裝置輸送的氣體進(jìn)入了鉆頭本體1的開口處。
[0078]然后在由于鉆頭本體1的內(nèi)部形成一個(gè)儲(chǔ)氣腔7，氣體壓縮裝置輸送的氣體通過開口進(jìn)入了儲(chǔ)氣腔7。
[0079]然后，從而氣體壓縮裝置輸送的氣體通過儲(chǔ)氣腔7，然后通過中心噴嘴孔4、三個(gè)側(cè)噴嘴孔5以及三個(gè)反噴嘴孔6噴出，從而中心噴嘴孔4和三個(gè)側(cè)噴嘴孔5共同產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，將鉆頭中心的巖屑運(yùn)移到上空，而三個(gè)反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空。進(jìn)而有效的消除了井底巖屑。
[0080]本實(shí)施例二提供的氣體鉆井系統(tǒng)，提供了氣體壓縮裝置，送氣管路，送氣管路連接有如本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的氣體鉆井鉆頭的任意技術(shù)特征。氣體壓縮裝置通過與其連接的送氣管路，為氣體鉆井鉆頭提供氣體，使得氣體鉆井鉆頭中的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6同時(shí)噴出氣體。中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動(dòng)度高，動(dòng)壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時(shí)地到達(dá)環(huán)空，進(jìn)而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖；而三個(gè)反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進(jìn)一步的運(yùn)移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運(yùn)移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進(jìn)入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0081]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體鉆井鉆頭，其特征在于，包括: 鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲(chǔ)氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個(gè)牙座，其中所述至少兩個(gè)牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍； 所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪； 在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲(chǔ)氣腔； 在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個(gè)牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述中心噴嘴孔中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述牙座為三個(gè)，每個(gè)所述牙座上設(shè)置一個(gè)所述牙輪，所述側(cè)噴嘴孔為三個(gè)，所述三個(gè)側(cè)噴嘴孔位于同一正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，還包括: 所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，在所述牙座的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔，所述反噴嘴孔與所述儲(chǔ)氣腔連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述反噴嘴孔為三個(gè)，且每個(gè)所述反噴嘴孔沿背離所述牙座的方向傾斜伸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，還包括: 所述反噴嘴孔的中心軸線與所述中心噴嘴孔的中心軸線呈10° -60°的夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述中心噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述側(cè)噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述反噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述鉆頭本體的頂部具有開口，所述開口與所述儲(chǔ)氣腔連通；所述鉆頭本體頂端、對(duì)應(yīng)所述開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭。
12.—種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:氣體壓縮裝置，與所述氣體壓縮裝置連接的送氣管路，其特征在于，所述送氣管路連接有如權(quán)利要求1-11任一所述的氣體鉆井鉆頭。
【文檔編號(hào)】E21B10/18GK204175188SQ201420561870
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】賈應(yīng)林, 熊繼有, 賈國玉, 周健, 張志 , 馮少波, 閔鵬, 章景城, 李前佑, 楊玉增, 代平 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司