本發(fā)明屬于石油工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及鉆井工具，具體地說，涉及一種脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)及含有該產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的中心差壓鉆頭。

背景技術(shù)：

隨著油氣勘探向更深、更硬地層的發(fā)展，對(duì)鉆井的要求也越來越高，提高鉆井速度越來越受到人們重視。通過提前釋放巖層應(yīng)力改變所鉆地層應(yīng)力場(chǎng)的方法來提高機(jī)械鉆速是最有效的提速手段，目前國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)這種方法。第一種方式是以鉆井液的水力能量為基礎(chǔ)釋放地層應(yīng)力，該方式以高壓脈沖射流、空化脈沖射流和磨料脈沖射流等技術(shù)為代表。以水力能量為基礎(chǔ)釋放地層應(yīng)力的方式需要在鉆頭上方加裝專用工具，在一定程度上加大了對(duì)鉆井液能量的消耗，同時(shí)還需要考慮到所加裝專用工具的安全可靠性。第二種方式是通過改變鉆頭與井底的接觸形狀從而改變破巖時(shí)的應(yīng)力場(chǎng)，以Kyme ra組合式鉆頭和隨鉆擴(kuò)眼鉆頭為代表。利用改變鉆頭與井底的接觸形狀來釋放所鉆巖層應(yīng)力的方式，只需要通過優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆頭就可以達(dá)到減小井底巖層應(yīng)力的目的，其發(fā)展前景廣闊。然而Kymera組合式鉆頭和隨鉆擴(kuò)眼鉆頭在鉆進(jìn)夾層過程中，由于無法自動(dòng)調(diào)節(jié)鉆壓，領(lǐng)眼鉆頭易出現(xiàn)崩齒、磨損加大等情況，導(dǎo)致其使用壽命降低，因此未能達(dá)到此類鉆頭最佳的提速效果。

公開號(hào)為CN105443041A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種差壓式鉆頭，具體公開了以下特征：差壓式鉆頭包括轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、擴(kuò)眼鉆頭、蓄力彈簧、領(lǐng)眼鉆頭；轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接與領(lǐng)眼鉆頭螺紋連接成一體；擴(kuò)眼鉆頭位于轉(zhuǎn)換接頭與領(lǐng)眼鉆頭之間，安裝于傳液傳力短接外側(cè)；擴(kuò)眼鉆頭與轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、領(lǐng)眼鉆頭構(gòu)成的整體可實(shí)現(xiàn)軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)；蓄力彈簧安裝于傳液傳力短接中部，蓄力彈簧用于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭與轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、領(lǐng)眼鉆頭構(gòu)成的整體之間彈力的儲(chǔ)備及相對(duì)位置的恢復(fù)。本發(fā)明原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，用于防斜打直時(shí)可以保證小鉆壓快速鉆進(jìn)，提高易斜地層直井鉆進(jìn)效率；鉆井過程中與常規(guī)鉆井完全相同，有利于推廣和使用。

公開號(hào)為CN105317377A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種中心差壓式鉆頭，具體公開了以下特征：中心差壓式鉆頭包括擴(kuò)眼鉆頭、壓力調(diào)節(jié)彈簧、分流傳力總成、領(lǐng)眼鉆頭；領(lǐng)眼鉆頭與分流傳力總成連接成一體，安裝于擴(kuò)眼鉆頭的軸向傳扭孔內(nèi)，領(lǐng)眼鉆頭凸出于擴(kuò)眼鉆頭冠部；壓力調(diào)節(jié)彈簧設(shè)于分流傳力總成頂端與擴(kuò)眼鉆頭接頭下端之間；擴(kuò)眼鉆頭可以設(shè)置一級(jí)或者多級(jí)。本發(fā)明原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，可應(yīng)用于各種地層，其使用效果在多夾層地層中更佳；可以與脈沖射流發(fā)生裝置一起使用，進(jìn)一步提高鉆井速度；鉆井過程中，操作施工跟常規(guī)鉆井完全相同，對(duì)地面設(shè)施、鉆井管柱、鉆頭類型沒有特殊要求，有利于鉆頭的推廣和使用。

上述兩件發(fā)明專利申請(qǐng)公開的差壓式鉆頭均利用承受大部分鉆壓的領(lǐng)眼鉆頭提前破巖鉆出小直徑井眼，承擔(dān)另外一部分鉆壓的擴(kuò)眼鉆頭將已鉆出的小直徑井眼擴(kuò)孔，利用領(lǐng)眼鉆頭與擴(kuò)眼鉆頭間的彈簧將領(lǐng)眼鉆頭與擴(kuò)眼鉆頭鉆壓分配調(diào)整至最佳、將鉆井速度控制至最合理，進(jìn)而達(dá)到提高鉆井速度的目的，室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證該類鉆頭可以大幅度提高鉆井速度，提速效果在多夾層地層尤為突出。但該類鉆頭的鉆井效果還未能獲得最佳提升，若能夠在此類鉆頭上實(shí)施其他提速方案，鉆井速度有望進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)及含有該產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的中心差壓鉆頭，該鉆頭實(shí)現(xiàn)領(lǐng)眼鉆頭旋沖鉆進(jìn)的同時(shí)，減少領(lǐng)眼鉆頭和擴(kuò)眼鉆頭巖屑的壓持效應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)鉆頭、提高鉆頭壽命和鉆井速度的目的，進(jìn)一步提高鉆井效果。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，包括依次放置的扶正元件、驅(qū)動(dòng)元件、轉(zhuǎn)動(dòng)元件和節(jié)流元件，扶正元件、驅(qū)動(dòng)元件和轉(zhuǎn)動(dòng)元件依次連接，節(jié)流元件與轉(zhuǎn)動(dòng)元件間隙配合，扶正元件和節(jié)流元件上均設(shè)有用于鉆井液流通的過流通道，驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道重合時(shí)，節(jié)流元件上的過流通道中鉆井液過流量減小，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道不重合時(shí)，節(jié)流元件上的過流通道中鉆井液過流量增加。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種脈沖射流式中心差壓鉆頭，包括擴(kuò)眼鉆頭、壓力調(diào)節(jié)元件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和領(lǐng)眼鉆頭，所述擴(kuò)眼鉆頭包括接頭和與接頭連接的擴(kuò)眼鉆頭冠部，領(lǐng)眼鉆頭安裝于擴(kuò)眼鉆頭冠部?jī)?nèi)，并突出于擴(kuò)眼鉆頭冠部，接頭內(nèi)部設(shè)有上述脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，用于對(duì)鉆井液進(jìn)行調(diào)制從而在擴(kuò)眼鉆頭噴嘴和領(lǐng)眼鉆頭噴嘴處形成脈沖射流，并在鉆井液調(diào)制過程中產(chǎn)生周期性軸向下沖力對(duì)領(lǐng)眼鉆頭施加周期性的沖擊，脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)、壓力調(diào)節(jié)元件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、領(lǐng)眼鉆頭依次連接。

優(yōu)選的，節(jié)流元件、壓力調(diào)節(jié)元件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分流元件放置于接頭與擴(kuò)眼鉆頭冠部連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)，節(jié)流元件與壓力調(diào)節(jié)元件接觸配合。

優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)元件為螺旋轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)元件為葉輪，螺旋轉(zhuǎn)子與葉輪連接的部分設(shè)為鍵型結(jié)構(gòu)，鍵型結(jié)構(gòu)與葉輪內(nèi)鍵配合，使葉輪與螺旋轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，螺旋轉(zhuǎn)子的兩端部為扶正軸，中部為單頭或多頭螺旋鋼軸；第一扶正軸安裝于扶正元件中孔中，并凸出扶正元件；第二扶正軸一部分設(shè)為鍵型結(jié)構(gòu)，與葉輪內(nèi)鍵配合，另一部分設(shè)為連接軸，安裝于節(jié)流元件中，并凸出節(jié)流元件。

進(jìn)一步的，第一扶正軸凸出扶正元件部位安裝有第一防沖蝕帽，第二扶正軸凸出節(jié)流元件部位安裝有第二防沖蝕帽。

優(yōu)選的，葉輪包括葉輪葉片，葉輪葉片中部設(shè)有用于穿過第二扶正軸的葉輪中心孔，葉輪中心孔的側(cè)壁上設(shè)有與第二扶正軸鍵型結(jié)構(gòu)配合傳遞扭矩的葉輪內(nèi)鍵。

優(yōu)選的，葉輪葉片沿周向均布，葉輪葉片數(shù)量和節(jié)流元件上過流通道的數(shù)量可以根據(jù)鉆井工程需要調(diào)整。

優(yōu)選的，節(jié)流元件為節(jié)流盤，過流通道為均布于節(jié)流盤的平板空間中的節(jié)流盤間歇過流孔；節(jié)流盤外側(cè)設(shè)置有節(jié)流盤止動(dòng)鍵，節(jié)流盤止動(dòng)鍵放置于接頭與擴(kuò)眼鉆頭冠部連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)的止動(dòng)槽內(nèi)，并在止動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；節(jié)流盤的中部設(shè)有節(jié)流盤中心孔，第二扶正軸的連接軸部分安裝于節(jié)流盤中心孔中，且節(jié)流盤中心孔與第二扶正軸尺寸上相配合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明原理與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)現(xiàn)領(lǐng)眼鉆頭旋沖與改變地層力場(chǎng)時(shí)都無需安裝其他工具，不影響其他鉆井工序的實(shí)施。

(2)本發(fā)明適用范圍廣，可用于直井、定向井和水平井等各種井型，并且可以直接與動(dòng)力鉆具或其他進(jìn)下工具配合使用。

(3)本發(fā)明可應(yīng)用于各種地層，在夾層地層中適應(yīng)性更強(qiáng)，同時(shí)由于其鉆壓調(diào)節(jié)作用，使得鉆頭的受力更加合理，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)鉆頭、提高鉆頭壽命的目的。

(4)本發(fā)明由于鉆頭采用多級(jí)結(jié)構(gòu)，鉆井過程中增加了鉆頭與井底的接觸面積，使得鉆頭的方向操控穩(wěn)定性更好，非常適用于定向鉆進(jìn)；同時(shí)多級(jí)結(jié)構(gòu)在鉆進(jìn)過程中使得井壁更加規(guī)則，提高了井眼質(zhì)量。

(5)本發(fā)明設(shè)有的脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)元件采用螺旋轉(zhuǎn)子，通過調(diào)節(jié)螺旋轉(zhuǎn)子的頭數(shù)能夠產(chǎn)生對(duì)鉆頭變頻的軸向脈動(dòng)沖擊，無需額外增加軸向沖擊器，在提高了鉆頭破巖能量的同時(shí)，減少了發(fā)生井下事故的可能性。

(6)本發(fā)明設(shè)有的脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)具有節(jié)流作用，使得鉆井液在鉆頭水眼內(nèi)的連續(xù)流動(dòng)轉(zhuǎn)變成間歇、變流量流動(dòng)進(jìn)入噴嘴，并以波動(dòng)沖擊的方式作用于井底，減少了井底巖屑的壓持效應(yīng)，并降低了圍巖壓力，達(dá)到提高射流清巖和輔助破巖的目的。

(7)本發(fā)明中心差壓鉆頭在使用過程中，其操作施工與常規(guī)PDC鉆頭使用規(guī)定完全相同，對(duì)地面設(shè)施、鉆井管柱、井下動(dòng)力鉆具及工具都無特殊要求，有利于推廣和使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明脈沖射流式中心差壓鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明脈沖射流式中心差壓鉆頭的A-A剖面圖。

圖3為本發(fā)明脈沖射流式中心差壓鉆頭的B-B剖面圖。

圖4為本發(fā)明脈沖射流式中心差壓鉆頭的C-C剖面圖。

圖5為本發(fā)明葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明節(jié)流盤結(jié)構(gòu)示意圖。

1、擴(kuò)眼鉆頭，101、接頭螺紋，102、上接頭，103、卸扣槽，104、擴(kuò)眼鉆頭冠部，105、擴(kuò)眼鉆頭噴嘴流道，106、擴(kuò)眼鉆頭噴嘴，107、擴(kuò)眼鉆頭刀翼，108、擴(kuò)眼鉆頭切削齒，2、第一防沖蝕帽，3、扶正元件，301、過流通道，4、螺旋轉(zhuǎn)子，401、第一扶正軸，402、螺旋鋼軸，403、第二扶正軸，5、葉輪，501、葉輪葉片，502、葉輪中心孔，503、葉輪內(nèi)鍵，6、節(jié)流元件，601、節(jié)流盤間歇過流孔，602、節(jié)流盤止動(dòng)鍵，603、節(jié)流盤中心孔，7、壓力調(diào)節(jié)元件，8、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，801、分流元件，802、滑動(dòng)密封，803、整流腔，804、傳動(dòng)短軸，9、領(lǐng)眼鉆頭，901、領(lǐng)眼鉆頭冠部，902、領(lǐng)眼鉆頭噴嘴，903、領(lǐng)眼鉆頭刀翼，904、領(lǐng)眼鉆頭切削齒，10、第二防沖蝕帽。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，脈沖射流式中心差壓鉆頭的長(zhǎng)度方向?yàn)榘惭b后的豎向；術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“上”、“中”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

本發(fā)明一實(shí)施例，提供了一種脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，包括依次放置的扶正元件、驅(qū)動(dòng)元件、轉(zhuǎn)動(dòng)元件和節(jié)流元件，扶正元件、驅(qū)動(dòng)元件和轉(zhuǎn)動(dòng)元件依次連接，節(jié)流元件與轉(zhuǎn)動(dòng)元件間隙配合，扶正元件和節(jié)流元件上均設(shè)有用于鉆井液流通的過流通道，驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道重合時(shí)，節(jié)流元件上的過流通道中鉆井液過流量減小，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件與節(jié)流元件上的過流通道不重合時(shí)，節(jié)流元件上的過流通道中鉆井液過流量增加。

參見圖1，本發(fā)明另一實(shí)施例中，提供了一種脈沖射流式中心差壓鉆頭，包括擴(kuò)眼鉆頭1、壓力調(diào)節(jié)元件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8和領(lǐng)眼鉆頭9，所述擴(kuò)眼鉆頭1包括接頭102和與接頭102連接的擴(kuò)眼鉆頭冠部104，領(lǐng)眼鉆頭9安裝于擴(kuò)眼鉆頭冠部104內(nèi)，并突出于擴(kuò)眼鉆頭冠部104，壓力調(diào)節(jié)元件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的分流元件801放置于接頭102與擴(kuò)眼鉆頭冠部104連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)；接頭內(nèi)部設(shè)有上述實(shí)施例所述的脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)、壓力調(diào)節(jié)元件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、領(lǐng)眼鉆頭依次連接。中心差壓鉆頭利用擴(kuò)眼鉆頭和領(lǐng)眼鉆頭組合鉆井，實(shí)現(xiàn)改變鉆頭與井底巖石的接觸方式來釋放地層應(yīng)力，從而降低破巖比能；利用壓力調(diào)節(jié)元件實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭間鉆壓的自動(dòng)合理分配，并利用擴(kuò)眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鉆頭間鉆速的自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)將擴(kuò)眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭鉆壓分配調(diào)至最佳、將鉆進(jìn)速度控制至最合理；利用脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)對(duì)過流鉆井液調(diào)制從而形成擴(kuò)眼鉆頭和領(lǐng)眼鉆頭噴嘴處的脈沖射流、利用鉆井液調(diào)制過程產(chǎn)生的周期性軸向下沖力對(duì)領(lǐng)眼鉆頭施加周期性的沖擊，從而實(shí)現(xiàn)領(lǐng)眼鉆頭旋沖鉆井的同時(shí)，通過脈沖射流減少了擴(kuò)眼鉆頭和領(lǐng)眼鉆頭巖屑的壓持效應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)鉆頭、提高鉆頭壽命和鉆進(jìn)速度的目的。

參見圖1，節(jié)流元件6、壓力調(diào)節(jié)元件7和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分流元件801放置于接頭與擴(kuò)眼鉆頭冠部連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)，節(jié)流元件與壓力調(diào)節(jié)元件接觸配合。

參見圖1、圖2、圖3，為了實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)對(duì)過流鉆井液的調(diào)制，在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)元件為螺旋轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)元件為葉輪，螺旋轉(zhuǎn)子與葉輪連接的部分設(shè)為鍵型結(jié)構(gòu)，鍵型結(jié)構(gòu)與葉輪內(nèi)鍵配合，使葉輪與螺旋轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。節(jié)流元件6一端與葉輪5間隙配合，另一端與壓力調(diào)節(jié)元件接觸配合。扶正元件3上設(shè)有均布的過流通道301，過流鉆井液通過過流通道301進(jìn)入脈動(dòng)沖擊產(chǎn)生機(jī)構(gòu)。螺旋轉(zhuǎn)子4兩端部為扶正軸，分別為上端部的第一扶正軸401和下端部的第二扶正軸403，中部為單頭或多頭螺旋鋼軸402，第一扶正軸401安裝于扶正元件中孔中，并凸出扶正元件3，第二扶正軸403一部分設(shè)為鍵型結(jié)構(gòu)，另一部分設(shè)為圓軸，鍵型結(jié)構(gòu)與葉輪內(nèi)鍵配合，使葉輪5與螺旋轉(zhuǎn)子4同步旋轉(zhuǎn)，圓軸安裝于節(jié)流盤中孔603中，并節(jié)凸出流盤6。

為了防止螺旋轉(zhuǎn)子兩端部因鉆井液的沖蝕而損壞，在本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例中，參見圖1，第一扶正軸401凸出扶正元件部位安裝有第一防沖蝕帽2，第二扶正軸403凸出節(jié)流盤部位安裝有第二防沖蝕帽10。

為了實(shí)現(xiàn)螺旋轉(zhuǎn)子、葉輪、節(jié)流元件之間的配合，在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，參見圖5，葉輪包括葉輪葉片501，葉輪葉片501中部設(shè)置有葉輪中心孔502，用于穿過第二扶正軸403,葉輪中心孔502側(cè)壁上設(shè)有葉輪內(nèi)鍵503，葉輪內(nèi)鍵503與第二扶正軸的鍵型結(jié)構(gòu)部分配合傳遞扭矩，使葉輪與螺旋轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，葉輪葉片501周向均布，葉輪葉片501數(shù)量可以根據(jù)鉆井工程需要調(diào)整。參見圖6，節(jié)流元件6為節(jié)流盤，節(jié)流盤設(shè)置于接頭102與擴(kuò)眼鉆頭冠部104連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)。節(jié)流盤的平板空間中均布有節(jié)流盤間歇過流孔601，節(jié)流盤間歇過流孔601的數(shù)量與葉輪葉片501的數(shù)量一樣，可以根據(jù)鉆井工程需要調(diào)整，節(jié)流盤間歇過流孔601與葉輪葉片501的數(shù)量能夠按照鉆井工程要求計(jì)算得出。節(jié)流盤外側(cè)設(shè)置有節(jié)流盤止動(dòng)鍵602，節(jié)流盤止動(dòng)鍵602放置于接頭102與擴(kuò)眼鉆頭冠部104連接形成的內(nèi)部空腔內(nèi)的止動(dòng)槽內(nèi)，并在止動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。節(jié)流盤的中部設(shè)有節(jié)流盤中心孔603，節(jié)流盤中心孔603與第二扶正軸403尺寸上相配合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子的扶正。

葉輪5在螺旋轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，葉輪葉片501與節(jié)流盤間歇過流孔601相對(duì)運(yùn)動(dòng)，葉輪葉片501與節(jié)流盤間歇過流孔601重合時(shí)，鉆頭內(nèi)的鉆井液過流量降低，使擴(kuò)眼鉆頭噴嘴106、領(lǐng)眼鉆頭噴嘴902處鉆井液排量減小，從而對(duì)領(lǐng)眼鉆頭9產(chǎn)生軸向上的沖擊，葉輪葉片501與節(jié)流盤間歇過流孔601不重合時(shí)，鉆頭內(nèi)的鉆井液過流量增加，從而使得擴(kuò)眼鉆頭噴嘴106、領(lǐng)眼鉆頭噴嘴902處鉆井液排量增加，對(duì)領(lǐng)眼鉆頭軸向上的沖擊終止。

在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，壓力調(diào)節(jié)元件為壓力調(diào)節(jié)彈簧，可以為機(jī)械彈簧或液力彈簧，通過壓力調(diào)節(jié)彈簧實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭之間的鉆壓自動(dòng)合理分配。

參見圖1，對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例所述的中心差壓鉆頭進(jìn)行優(yōu)選設(shè)計(jì)，擴(kuò)眼鉆頭1包括上部的接頭102和下部的擴(kuò)眼鉆頭冠部104。接頭102外側(cè)上部設(shè)有用于連接上部鉆具組合的接頭螺紋101，中部設(shè)有卸扣槽103，用于上卸鉆頭并提供鉆進(jìn)工程中的鉆頭扭矩，下部設(shè)有接頭102與擴(kuò)眼鉆頭冠部104連接的連接面。接頭102內(nèi)側(cè)自上而下依次為：用于為鉆井液提供過流空間的鉆井液流道，用于為壓力調(diào)節(jié)彈簧提供受力支撐的承壓臺(tái)階面，用于為節(jié)流盤提供固定與限位作用的節(jié)流盤固定腔，以及用于壓力調(diào)節(jié)彈簧活動(dòng)空間限位的彈簧外包部護(hù)筒。擴(kuò)眼鉆頭冠部104頂端為擴(kuò)眼鉆頭連接面，擴(kuò)眼鉆頭連接面以下為鉆頭冠；擴(kuò)眼鉆頭連接面與接頭102的下部連接面形狀互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭冠部104與接頭102的連接。擴(kuò)眼鉆頭冠部104內(nèi)側(cè)上端圓孔至擴(kuò)眼鉆頭冠部104底端擴(kuò)眼鉆頭刀翼107根部開有擴(kuò)眼噴嘴流道105，擴(kuò)眼噴嘴流道105底端安裝有擴(kuò)眼鉆頭噴嘴106；擴(kuò)眼鉆頭冠部104外側(cè)均布有數(shù)量、形狀隨所鉆地層特性而變化的擴(kuò)眼鉆頭刀翼107，擴(kuò)眼鉆頭刀翼107上分布有數(shù)量、尺寸隨所鉆地層特性而變化的擴(kuò)眼鉆頭切削齒108。由于擴(kuò)眼鉆頭冠部104的特征會(huì)隨著隨所鉆地層的地質(zhì)特征和工程需要做出相應(yīng)的改變，設(shè)于擴(kuò)眼鉆頭冠部104上的擴(kuò)眼鉆頭噴嘴流道105、擴(kuò)眼鉆頭噴嘴106、擴(kuò)眼鉆頭刀翼107和擴(kuò)眼鉆頭切削齒108的形狀、尺寸和數(shù)量都會(huì)隨著擴(kuò)眼鉆頭冠部104的變化而變化。擴(kuò)眼鉆頭冠部104內(nèi)側(cè)上端為圓孔，下端為軸向傳扭孔，上端圓孔直徑與接頭102的彈簧外部保護(hù)筒直徑相同，其下端傳扭孔貫通擴(kuò)眼鉆頭冠部104底部，軸向傳扭孔橫截面形狀為多方結(jié)構(gòu)或者鍵型結(jié)構(gòu)。

參見圖1、圖4，對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例所述的中心差壓鉆頭進(jìn)一步設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8安裝于擴(kuò)眼鉆頭冠部的軸向傳扭孔內(nèi)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的外側(cè)上部為扶正密封面，中部為分流元件限位面，下部為傳扭面。扶正密封面與擴(kuò)眼鉆頭冠部104內(nèi)側(cè)的上端圓孔配合，保證擴(kuò)眼鉆頭冠部104與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8不產(chǎn)生徑向晃動(dòng)。扶正密封面上開有密封槽，密封槽上設(shè)置滑動(dòng)密封802。分流元件限位面直徑小于扶正密封面，但大于傳扭面外接圓直徑，分流元件限位面與傳扭面之間構(gòu)成的臺(tái)階限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8與擴(kuò)眼鉆頭冠部104間相對(duì)軸向位移大小，并防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8脫出擴(kuò)眼鉆頭冠部104。傳扭面與擴(kuò)眼鉆頭冠部104下端軸向傳扭孔間隙配合，用于將鉆頭扭矩傳遞給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8內(nèi)側(cè)上部為分流元件801，中部為設(shè)有領(lǐng)眼鉆頭鉆井液流道的傳動(dòng)短軸804，下部為領(lǐng)眼鉆頭連接扣。分流元件801與扶正密封面及分流元件限位面構(gòu)成的臺(tái)階面之間開有擴(kuò)眼鉆頭鉆井液過流孔，用于將部分鉆井液傳遞到整流腔803。領(lǐng)眼鉆頭鉆井液流道用于分流給領(lǐng)眼鉆頭9的鉆井液提供流道，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的領(lǐng)眼鉆頭連接扣用于連接領(lǐng)眼鉆頭9。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8安裝于擴(kuò)眼鉆頭冠部104內(nèi)部的空腔中，可在軸線方向相對(duì)于擴(kuò)眼鉆頭1上下小幅活動(dòng)，但周向上不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；其下與領(lǐng)眼鉆頭9螺紋連接。

參見圖1，對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例所述的中心差壓鉆頭進(jìn)一步設(shè)計(jì)，領(lǐng)眼鉆頭9內(nèi)側(cè)為鉆井液流道，外側(cè)的上部為領(lǐng)眼鉆頭連接螺紋、外側(cè)的下部為領(lǐng)眼鉆頭冠部901；領(lǐng)眼鉆頭連接螺紋用于連接領(lǐng)眼鉆頭9與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8；領(lǐng)眼鉆頭冠部901上帶有領(lǐng)眼鉆頭噴嘴902、領(lǐng)眼鉆頭刀翼903、領(lǐng)眼鉆頭切削齒904；領(lǐng)眼鉆頭噴嘴902、領(lǐng)眼鉆頭刀翼903、領(lǐng)眼鉆頭切削齒904數(shù)量、形狀隨所鉆地層特性而變化。

上述實(shí)施例用來解釋本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。