液旋前导器

摘要

本发明公开了一种在钻井过程中使用的液旋前导器，并提出了一种新型钻井方法。该液旋前导器由前导头、冲击套、固定动力环、冲击回转轮和花瓣环组成。前导头上装有PDBC（硼化金刚石复合片）齿和喷嘴，所述齿具有20~25度的齿前角，可更好地吃入地层。液旋前导器内部有上下两个冲击腔，钻井液经固定动力环产生连续动力，经冲击回转轮产生交变的高频周向冲击力，在上下两个冲击腔内产生高频轴向冲击力，所述周向和轴向的高频冲击力可增加齿的吃入力。该液旋前导器适用于均质极硬地层，使用该液旋前导器可比常规钻井工具速度提高3~5倍，并有效避免齿的先期破损，从而减少了下钻次数，缩短建井周期，降低钻井成本。

主权项

一种液旋前导器，包括依次连接的固定动力环(1)、冲击回转轮(2)、花瓣环(3)、冲击套(4)和前导头(5)，其特征在于： 所述前导头(5)具有多个刀翼(10)，所述刀翼(10)上有多个齿(6)，每个刀翼(10)前面有喷嘴(7)， 所述冲击套(4)与固定动力环(1)和前导头(5)固定连接， 所述冲击回转轮(2)的上下两个轴分别位于固定动力环(1)的下中心孔和花瓣环(3)的上中心孔内， 所述固定动力环(1)可产生连续动力， 所述冲击回转轮(2)可产生交变的高频周向冲击力， 所述液旋前导器内部具有上冲击腔(8)和下冲击腔(9)，所述上冲击腔(8)可产生向下的第一轴向冲击力，所述下冲击腔(9)可产生向下的第二轴向冲击力； 所述齿(6)的材料为硼化金刚石复合片； 所述前导头的冠部形状曲线模型为： p₂——为钻头外锥抛物线参数，其中， r——为钻头公称外半径； r₀——为冠顶半径(圆弧圆心及抛物线轴线所在半径)； R——为冠顶圆弧半径； b——为钻头的内锥深度； b₁——为外锥高度； k——为内锥直线斜率； 所述上冲击腔(8)的直径D1为60至120毫米，所述上冲击腔(8)的高度H1为0.35D1至0.4D1； 所述下冲击腔(9)的直径D2为50至95毫米，所述下冲击腔(9)的高度H2为0.7D2至0.9D2。