中心旋喷脉冲内磨钻头

摘要

本发明公开了一种中心旋喷脉冲内磨钻头。区别于常规PDC钻头，本设计加装了脉冲生成装置、中心旋喷破岩装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置。脉冲生成装置包括钻井液流道、进给腔、谐振腔、谐振管出口和分流区，基于风琴管，通过激发液体共振产生脉冲射流；中心旋喷破岩装置包括下喷旁支流道、下喷中心自旋转流道、中心自旋转喷嘴、刀翼，基于下喷旁支流道与自旋转喷嘴相互协调，提高破岩、清岩效率；负压抽汲装置包括反向高速流道、抽汲腔，基于反向射流高速特性在抽汲腔形成负压，抽汲岩屑，减小压持效应；岩屑内磨装置包括混合腔、喉道、加速腔、内磨腔、内磨体、旁通和扩散腔，基于高压作用力、水楔效应粉碎岩屑，提高携岩效率，清除岩屑床。

主权项

一种新型中心旋喷脉冲内磨钻头。其特征在于加装了脉冲生成装置、中心旋喷破岩装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置：所述的脉冲生成装置包括钻井液流道、进给腔、谐振腔、谐振管出口和分流区；钻井液流道、进给腔、谐振腔、谐振管出口与分流区依次对接连通，分流区出口与反向高速流道、下喷旁支流道、下喷中心自旋转流道入口连通；各部分均为共轴圆柱形构造；进给腔管径是钻井液流道的1.2倍，谐振腔管径是流道的0.8倍，谐振管出口管径是流道的0.5倍，分流区管径是流道的2倍；所述的中心旋喷破岩装置包括下喷旁支流道、下喷中心自旋转流道、1个中心自旋转喷嘴、刀翼。下喷旁支流道与下喷中心自旋转流道均与分流区相连通，出口在钻头端部，下喷旁支流道中可均布安装3个脉冲喷嘴，下喷中心自旋转流道中安装1个自旋转喷嘴；所述的负压抽汲装置包括反向高速流道、抽汲腔；反向高速流道与分流区相连通，出口在混合腔；抽汲腔与钻头端部排屑槽连通，出口在混合腔；所述的岩屑内磨装置包括混合腔、喉道、加速腔、内磨腔、内磨体、旁通和扩散腔；混合腔外端与抽汲腔、反向高速流道连通，内端与喉道对接连通；喉道与加速腔对接连通，为圆柱形构造，管径为加速腔管径的0.5倍；内磨腔与加速腔相连通，加速腔为圆柱形构造，内磨腔为棱柱形构造，内磨腔横截面为加速腔圆形截面的外接正六边形，两者轴线呈138°夹角；内磨体附于内磨腔内壁，正对加速腔出口；旁通和扩散腔与内磨腔相连通，旁通与内磨腔共轴线，扩散腔轴线与内磨腔呈138°夹角。