钻井用钻头喷嘴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钻井用钻头喷嘴，包括钻头本体和分别形成在所述钻头本体两端的入口和出口，在所述钻头本体中部形成中空的流道，在所述流道内，由所述钻头本体内壁上部的两侧壁面局部向内、向上延伸并逐渐收缩，形成两个对称的凸起部，所述两凸起部的上端面与所述钻头本体的上端面平齐，两凸起部内侧端点之间形成间隙，所述出口被所述凸起部分割成中间连通的“8”字形，在所述钻头本体的上端面上、围绕所述出口还形成有环形的防蚀槽。该钻头喷嘴能够降低钻头喷嘴压降、增加钻头一次行程作用；防蚀槽的设置能够避免钻头喷嘴的局部过度冲蚀，其简单、性能可靠、加工成本较低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种石油、天然气开采用钻井钻头，特别是涉及一种钻井用钻头喷嘴。
技术介绍
随着国内钻机提速技术研究的不断发展、钻头型号的不断改进以及钻头使用寿命的不断地提高，作为配合钻头破岩效率提高的辅助水力破岩作用研究主要集中在两个方面:一是强有力的钻井液射流流核的破岩作用研究，一是改善增强井底钻井液漫流侧推作用、避免钻屑重复破碎的研究。很明显:以上研究主要集中在水力喷射钻井技术的某一时亥|J，或者局限于某个很短暂的时段内进行研究。而目前钻井现场所面临的迫切问题是在一个完整的钻头入井使用周期内，如何更好地发挥水力辅助破岩作用。现场的情况是:由于上部地层比较松软，可以充分发挥水力喷射钻井的效能，需要在一开始就组合好较小尺寸的钻头喷嘴组合。当钻头钻入地层很长进尺后，钻具水眼的沿程压耗和井眼环空的环空压耗都增加了，按照经验，在钻具组合和钻井液性能不发生较大变化的情况下，泵压增加约为3.5MPa/Km左右。在这种高压水力喷射钻井过程中，就需要将一部分钻头水眼的压降分解降低，以便满足一次长的钻头行程的需要。现代水利破岩技术研究表明，单独的高能量射流流核并不能全面有效地提高钻头的机械钻速，如何促使钻头所破碎的岩屑脱离井底，并充分携带上来，减少钻屑在井底的重复破碎作用，则是提高水力破岩效率研究的另一个核心问题。集束射流技术与扇形扩散射流技术的有机配合，可以在一定程度上为现代水力破岩技术的研究找到平衡点。在钻井现场对钻头喷嘴进行组合和优选的过程中，经常出现钻头喷嘴被冲蚀或过度冲蚀的现象，有的钻头本体甚至被刺坏，这在一定程度上影响了水力高压喷射钻井技术的研究与应用。专利技术内容本技术要解决的技术问题是提供一种钻头喷嘴，在满足钻头破岩作用的同时，能够对钻头进行冷却、增加钻头一次行程并保护钻头本体不被冲蚀。为此，本技术的技术方案如下:一种钻井用钻头喷嘴，包括钻头本体和分别形成在所述钻头本体两端的入口和出口，在所述钻头本体中部形成中空的流道，在所述流道内，由所述钻头本体内壁上部的两侧壁面局部向内、向上延伸并逐渐收缩，形成两个对称的凸起部，所述两凸起部的上端面与所述钻头本体的上端面平齐，两凸起部内侧端点之间形成间隙，所述出口被所述凸起部分割成中间连通的“8”字形。为防止本技术喷嘴被高速钻井液射流过度冲蚀，在所述钻头本体的上端面上、围绕所述出口还形成有环形的防蚀槽，当喷嘴被局部冲蚀到防蚀槽时，钻井液射流的冲蚀作用就会沿防蚀槽向两边扩散，从而起到保护钻头喷嘴不被过度冲蚀，保护钻头水眼，保护钻头本体。优选的是，所述防蚀槽的剖面形状为半圆形或矩形。该钻井用钻头喷嘴在满足钻头破岩作用的同时，还具备以下功能1)通过集束射流起到辅助的水力射流破岩作用；2)通过扇形扩散射流，起到平推岩屑、压缩井底涡流区、清洁钻头以及减少钻屑重复破碎作用，能够强化冷却钻头；3)通过利用钻井液射流对喷嘴凸起不可避免的冲蚀作用，起到自适应降低钻头喷嘴压降的作用，能够增加钻头一次行程作用；4)通过专门的防蚀槽设计，避免钻头喷嘴的局部过度冲蚀作用，起到保护钻头喷嘴完整性、保护钻头本体不被冲蚀的作用。该喷嘴结构简单、性能可靠、加工成本较低。附图说明图1是本技术的钻井用钻头喷嘴的剖面结构示意图；图2是本技术的钻井用钻头喷嘴的俯视结构不意图；图3是本技术的钻井用钻头喷嘴的另一实施例的剖面结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的钻井用钻头喷嘴的结构进行详细说明。如图1和图2所示，该钻井用钻头喷嘴包括钻头本体和分别形成在钻头本体两端的入口 I和出口 2，在钻头本体中部形成中空的流道5，在所述流道5内，由所述钻头本体内壁上部的两侧壁面局部向内、向上延伸并逐渐收缩，形成两个对称的凸起部3，两凸起部3的上端面与钻头本体的上端面平齐，两凸起部内侧端点之间形成间隙，即相距一定距离，出口 2被凸起部3分割成中间连通的“8”字形。另外，在钻头本体的上端面上、围绕所述出口还形成有环形的防蚀槽4。防蚀槽4的剖面形状为半圆形，也可以图3中所示，为矩形。使用时，根据需要，可以通过丝扣将喷嘴安装于PDC钻头水眼，或者通过卡簧安装于牙轮钻头水眼。喷嘴内部整个流道均为流线型，钻井液等流体经喷嘴入口流入，经流线型的喷嘴凸起压缩转向，在喷嘴出口形成两股集束射流，由于喷嘴凸起的压缩转向作用，集束射流的外部出现很大的扇形喷射区，增加了井底流场漫流能量，起到了清洁井底、清洁钻头、压缩涡流区的作用。为防止喷嘴被高速钻井液射流过度冲蚀，在喷嘴出口设置了防蚀槽。当喷嘴被局部冲蚀到防蚀槽时，钻井液射流的冲蚀作用就会沿防蚀槽向两边扩散，从而起到保护钻头喷嘴不被过度冲蚀，起到保护钻头水眼、保护钻头本体的作用。该钻头喷嘴既可以满足高压喷射钻井的需要，也可以在较低的机泵条件下实现水力破岩的需要。本喷嘴的集束射流设计，可以形成长而稳定的流核，最大限度地发挥水力破岩作用。该钻头的使用寿命较长，而上部松软地层的水力破岩效果十分明显，使用本喷嘴，可以在上部井眼获得有效水力破岩、钻机提速的同时，利用钻井液高速射流对喷嘴凸起的缓慢冲蚀作用，实现喷嘴尺寸的自适应扩大作用，实现持续性的高压喷射钻井，避免因钻头行程太长、泵压过高，被迫降低排量、被迫中途起钻更换钻头喷嘴等不必要工序。由于高速钻井液射流对喷嘴具有冲蚀作用，高泵压环境的后期，喷嘴凸起逐渐被冲蚀，喷嘴尺寸自适应扩大，降低了钻头压降，有利于相同机泵条件下，一次钻头行程内大范围井段的闻压喷射钻井，达到了闻效钻头与水力破岩的有机统一，达到减少起下钻时间，提闻钻速的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井用钻头喷嘴，包括钻头本体和分别形成在所述钻头本体两端的入口（1）和出口（2），在所述钻头本体中部形成中空的流道（5），其特征在于：在所述流道（5）内，由所述钻头本体内壁上部的两侧壁面局部向内、向上延伸并逐渐收缩，形成两个对称的凸起部（3），所述两凸起部（3）的上端面与所述钻头本体的上端面平齐，两凸起部内侧端点之间形成间隙，所述出口（2）被所述凸起部分割成中间连通的“8”字形。

【技术特征摘要】
1.一种钻井用钻头喷嘴，包括钻头本体和分别形成在所述钻头本体两端的入口(I)和出口(2)，在所述钻头本体中部形成中空的流道(5)，其特征在于:在所述流道(5)内，由所述钻头本体内壁上部的两侧壁面局部向内、向上延伸并逐渐收缩，形成两个对称的凸起部(3)，所述两凸起部(3)的上端面与所述钻头本体的上端面平齐，两凸起部内侧端点之间形成间隙，所述出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立昌，赵福祥，张振海，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：