一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，涉及石油钻探工具领域，包括钻头冠部，钻头冠部上设置有3‑6个刀翼，取心工具与钻头冠部内侧无流道，钻头冠部外侧有排屑槽，每个排屑槽中设置有数个异型喷嘴与数个常规喷嘴组合，异型喷嘴与刀翼面的角度取0‑20°，喷嘴喷射方向与轴线的夹角取0‑10°，排屑槽内异型结构喷嘴分部在排屑槽两端靠近刀翼的位置，常规喷嘴直径取8‑14mm，布置于排屑槽中部位置，常规喷嘴与异型喷嘴夹角为10‑30°，以使其水力结构能在排屑槽内产生高低压区域，有利于岩屑的运移。本实用新型专利技术能够解决目前常规PDC取心钻头在易水化泥岩地层中钻进时，出现喷嘴堵死、泥包现象、机械钻速低等问题。

PDC core bit with multi nozzle structure suitable for easily hydrated mudstone formation

【技术实现步骤摘要】
一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头
本技术涉及石油钻探工具领域，具体而言，涉及一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头。
技术介绍
无论对于常规地质勘探钻进、油气井钻进还是服务于地学研究的科学钻探来说，岩心都是最重要的深部地下地质信息载体。因此，如何在不同地质条件下提高采取岩心效率，是钻探工作者所面临的一个永恒的课题。在我国某些油田的地层中含有大段的泥岩，易水化、分散性强、容易泥包钻头；给取心带来限制，给提高机械钻速、节约时效、降低钻井成本造成很大的难度。因此如何提高取心钻头工作效率具有非常重要的意义。
技术实现思路
本技术提供了一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，旨在解决现有技术中易水化地层的取心钻头存在的上述问题。本技术是这样实现的：一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，具有位于轴心的主轴线，包括钻头冠部，在所述钻头冠部一端的周向上设置有3-6个刀翼，在相邻两个所述刀翼之间设置有排屑槽，每个所述排屑槽内设置有喷嘴组；所述喷嘴组包括周向分布的若干个异型喷嘴和若干个常规喷嘴。在本技术的一种实施例中，3-6个所述刀翼周向均布设置。在本技术的一种实施例中，所述异型喷嘴在所述排屑槽内靠近所述刀翼设置。在本技术的一种实施例中，所述异型喷嘴与所述主轴线的连线同相邻的所述刀翼的侧面与所述主轴线的连线之间形成0-20°的第一夹角。在本技术的一种实施例中，所述异型喷嘴的喷射方向与所述主轴线之间形成0-10°的第二夹角。在本技术的一种实施例中，位于同一个所述排屑槽内的相邻两个所述异型喷嘴之间设置有若干个所述常规喷嘴，所述常规喷嘴与所述主轴线的连线同相邻的所述异型喷嘴与所述主轴线的连线之间形成10-30°的第三夹角。在本技术的一种实施例中，所述常规喷嘴与所述主轴线之间形成0-10°的第四夹角。在本技术的一种实施例中，位于同一个所述排屑槽内的任意两个相邻所述常规喷嘴之间的夹角相同。在本技术的一种实施例中，任意一个所述常规喷嘴与所述主轴线的连线同相邻的所述刀翼侧面与所述主轴线的连线形成的角度为20-50°。本技术的有益效果是：前述方案及其实施例，能够解决目前常规取心钻头在易水化泥岩地层中取心钻进时，容易出现泥包现象、岩心冲蚀严重、机械钻速低等问题，通过优化冠部形状和切削齿参数更容易吃入泥岩地层，优化水力结构防止钻头泥包现象，有利于提高切削效率和收获率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术实施例提供的适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头的剖视图；图2是本技术实施例提供的适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头的俯视视角结构示意图。图标：1-钻头本体；2-PDC切削齿；3-刀翼；4-排屑槽；5-异型喷嘴；6-常规喷嘴。具体实施方式为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本技术提供了一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头。这种多喷嘴结构PDC取心钻头具有位于轴心的主轴线，包括钻头冠部，在钻头冠部一端的周向上均布有3-6个刀翼，取心钻头内部未设置流道，因此没有流体流出，在相邻两个刀翼之间设置有排屑槽，每个排屑槽内设置有喷嘴组；喷嘴组包括周向分布的若干个异型喷嘴和若干个直径为8-14mm的常规喷嘴。常规喷嘴可以为目前取心钻头中常用的圆柱型喷嘴，可以在钻头冠部直接的钻孔形成，也可以通过在钻头冠部安装形成。异型喷嘴具有喇叭口，能够散射型喷射流体。喷嘴组至少包括分布在排屑槽两端的1-2个异型喷嘴，异型喷嘴与主轴线的连线同相邻的刀翼的侧面与主轴线的连线之间形成0-20°的第一夹角β。异型喷嘴的喷射方向的中心线与主轴线之间形成0-10°的第二夹角α。在一个排屑槽内还设置有三个常规喷嘴，任意一个常规喷嘴与主轴线的连线同相邻的刀翼侧面与主轴线的连线形成20-50°的第五夹角γ。常规喷嘴的喷射方向同主轴线之间的夹角为0-10°的第四夹角。优选的，排屑槽靠近刀翼的位置即排屑槽的两端各设置一个异型喷嘴，第一夹角β的角度设置为0-5°。第二夹角的角度设置为0-10°。该方案中，由于异型喷嘴的出口面积较大，相对流速较低，与常规喷嘴的高流速形成了井底的高低压流速区，钻井液从排屑槽中部的高压区，流向两端的刀翼位置的低压区，形成了合理且覆盖完整的井底流场。配合出口面积大的异型喷嘴所形成的喷嘴出口处的大流量，对整个刀翼和切削齿进行有效全面的清洗。两个异型喷嘴之间布置有三个常规喷嘴，第四夹角的角度设置为0-10°。通过计算机有限元仿真模拟分析，三个常规喷嘴配合两个异型喷嘴能够在井底形成一个高速且高低压差分部合理的流场，并且流场的流线分部均匀，矢量方向合理，对及时将岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，具有位于轴心的主轴线，其特征在于，包括钻头冠部，在所述钻头冠部周向上设置有3-6个刀翼，相邻两个所述刀翼之间设置有排屑槽，每个所述排屑槽内设置有喷嘴组；/n所述喷嘴组包括周向分布的若干个异型喷嘴和若干个常规喷嘴。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，具有位于轴心的主轴线，其特征在于，包括钻头冠部，在所述钻头冠部周向上设置有3-6个刀翼，相邻两个所述刀翼之间设置有排屑槽，每个所述排屑槽内设置有喷嘴组；
所述喷嘴组包括周向分布的若干个异型喷嘴和若干个常规喷嘴。


2.根据权利要求1所述的适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，其特征在于，3-6个所述刀翼周向均布设置。


3.根据权利要求1所述的适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，其特征在于，所述异型喷嘴在所述排屑槽内靠近所述刀翼设置。


4.根据权利要求3所述的适用于易水化泥岩地层的多喷嘴结构PDC取心钻头，其特征在于，所述异型喷嘴与所述主轴线的连线同相邻的所述刀翼侧面与所述主轴线的连线之间形成0-20°的第一夹角。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华庆，夏杨卓，周学军，何沛航，曾恒，黄清沛，张璠，
申请(专利权)人：四川川石·克锐达金刚石钻头有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51