CN103277051A - 自激式脉冲pdc钻头 - Google Patents

自激式脉冲pdc钻头 Download PDF

Info

Publication number
CN103277051A
CN103277051A CN2013102435465A CN201310243546A CN103277051A CN 103277051 A CN103277051 A CN 103277051A CN 2013102435465 A CN2013102435465 A CN 2013102435465A CN 201310243546 A CN201310243546 A CN 201310243546A CN 103277051 A CN103277051 A CN 103277051A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
self
drill
hole
inner nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102435465A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103277051B (zh
Inventor
刘勤
赵静华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN BANGPU PETROLEUM TECHNOLOGY EQUIPMENT CO., LTD.
Original Assignee
TIANJIN SHIJIEDA ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN SHIJIEDA ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd filed Critical TIANJIN SHIJIEDA ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority to CN201310243546.5A priority Critical patent/CN103277051B/zh
Publication of CN103277051A publication Critical patent/CN103277051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103277051B publication Critical patent/CN103277051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

自激式脉冲PDC钻头，包括上部的钻头上体，钻头本体内部安装有内喷嘴，钻头本体外部固定有钻头刀翼，钻头刀翼上镶嵌有金刚石复合片，钻头上体轴线上有一中心孔，中心孔的直径为55-80毫米；中心孔的下端有一收缩锥孔，收缩锥孔下端有一内喷嘴，内喷嘴下端为钻头本体内的自激脉冲腔，自激脉冲腔下部和4-6个喷嘴相通。在钻头本体内部的内喷嘴下部自激脉冲腔内还可以安装一个转轮，钻杆中的液体在自激脉冲腔中形成自激脉冲，再通过下部的喷嘴喷出，产生脉冲震荡，使得钻头底部的水压时大时小，增加井底钻头水力破岩能力，同时也避免了井眼底部岩石的过度破碎，冲击效果是普通稳定压力射流的2倍以上。

Description

自激式脉冲PDC钻头
技术领域
本发明涉及石油钻井钻进过程中的一种掘进工具，即一种自激式脉冲PDC钻头，这种钻头将钻井液泵输出的普通射流转换成自激脉冲射流，并将射流进行放大，以脉冲振荡的形式输出，成倍增加井底钻头水力破岩能力。实现了钻井液能量的高效率传递。 
背景技术
目前广泛采用普通射流PDC钻头都是用恒定的水压进行井底的冲洗，不足之处是水的效率低、进尺少、速度慢，存在过度破碎的情况，钻头使用寿命短。 
发明内容
为了克服恒定的水压进行井底的冲洗的上述缺点，本发明将自激脉冲射流原理应用到钻头上，通过自激脉冲腔产生高压脉冲射流，经钻头喷嘴直接水力破岩，提出一种自激式脉冲PDC钻头的新设计。 
这种自激式脉冲PDC钻头，包括上部的钻头上体，钻头上体通过螺纹和钻头本体相连，钻头本体内部安装有内喷嘴，钻头本体外部固定有钻头刀翼，钻头刀翼上镶嵌有金刚石复合片，其特征在于，钻头上体轴线上有一中心孔，中心孔的直径为55-80毫米；中心孔的下端有一收缩锥孔，收缩锥孔下端有一内喷嘴，内喷嘴下端为钻头本体内的自激脉冲腔，自激脉冲腔下部为圆柱形，自激脉冲腔上部为内坡面为斜面的盆形，自激脉冲腔下部和4-6个喷嘴相通。 
内喷嘴的孔径为中心孔孔径的0.4-0.8倍，自激脉冲腔的直径为中心孔孔径的1.3-2.5倍，内喷嘴至自激脉冲腔的底部距离为中心孔孔径的1.1-1.3倍。 
在钻头本体内部的内喷嘴下部自激脉冲腔内还可以安装一个转轮，转轮上有2-6个叶片，水平的转轮轴和竖直的中心孔的轴线不相交，两者轴线的距离为中心孔孔径的1/10。 
钻杆中的液体从钻铤流入钻头中心孔再流入收缩锥孔，从内喷嘴高速喷出，受自激脉冲腔大空间圆柱形和上部盆形的作用，水流变缓，在自激脉冲腔中形成自激脉冲，再通过下部的喷嘴喷出，产生脉冲震荡，使得钻头底部的水压时大时小，增加井底钻头水力破岩能力，同时也避免了井眼底部岩石的过度破碎，射流冲击效果是普通稳定压力射流的2倍以上。实现了钻井液能量的高效率传递。 
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图 
图2是本发明实施例二的结构示意图
图中：1、钻头上体，2、钻头本体，3、喷嘴，4、钻头刀翼，5、中心孔，6、收缩锥孔，7、内喷嘴，8、自激脉冲腔，9、转轮。
具体实施方式
实施例一：在图1中，这种自激式脉冲PDC钻头，包括上部的钻头上体1，钻头上体1通过螺纹和钻头本体2相连，钻头本体2内部安装有内喷嘴7，钻头本体2外部固定有钻头刀翼4，钻头刀翼4上镶嵌有金刚石复合片，钻头上体1轴线上有一中心孔5，中心孔5的直径为70毫米；中心孔5的下端有一收缩锥孔6，收缩锥孔6下端有一内喷嘴7，内喷嘴7下端为钻头本体内的自激脉冲腔8，自激脉冲腔8下部为圆柱形，自激脉冲腔8上部为内坡面为斜面的盆形，自激脉冲腔8下部和4个喷嘴3相通。 
内喷嘴7的孔径为中心孔5孔径的0.5倍，自激脉冲腔8的直径为中心孔5孔径的2倍，内喷嘴7至自激脉冲腔8的底部距离为中心孔5孔径的1.2倍。 
实施例二：在图2中，在钻头本体内部的内喷嘴下部自激脉冲腔内还安装有一个转轮9，转轮上有4个叶片，水平的转轮轴线和竖直的中心孔的轴线不相交，两者轴线的距离为中心孔孔径的1/10。由于转轮9高速转动，水流在自激脉冲腔8内的压力高频的变化，使水流的冲击效果有较大的提高。 
  

Claims (3)

1. 自激式脉冲PDC钻头，包括上部的钻头上体，钻头上体通过螺纹和钻头本体相连，钻头本体内部安装有内喷嘴，钻头本体外部固定有钻头刀翼，钻头刀翼上镶嵌有金刚石复合片，其特征在于，钻头上体轴线上有一中心孔，中心孔的直径为55-80毫米；中心孔的下端有一收缩锥孔，收缩锥孔下端有一内喷嘴，内喷嘴下端为钻头本体内的自激脉冲腔，自激脉冲腔下部为圆柱形，自激脉冲腔上部为内坡面为斜面的盆形，自激脉冲腔下部和4-6个喷嘴相通。
2.根据权利要求1所述的自激式脉冲PDC钻头，其特征在于，内喷嘴的孔径为中心孔孔径的0.4-0.8倍，自激脉冲腔的直径为中心孔孔径的1.3-2.5倍，内喷嘴至自激脉冲腔的底部距离为中心孔孔径的1.1-1.3倍。
3.根据权利要求1所述的自激式脉冲PDC钻头，其特征在于，在钻头本体内部的内喷嘴下部自激脉冲腔内安装有一个转轮，转轮上有2-6个叶片，水平的转轮轴和竖直的中心孔的轴线不相交，两者轴线的距离为中心孔孔径的1/10。
CN201310243546.5A 2013-06-19 2013-06-19 自激式脉冲pdc钻头 Active CN103277051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310243546.5A CN103277051B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 自激式脉冲pdc钻头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310243546.5A CN103277051B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 自激式脉冲pdc钻头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103277051A true CN103277051A (zh) 2013-09-04
CN103277051B CN103277051B (zh) 2015-04-01

Family

ID=49059657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310243546.5A Active CN103277051B (zh) 2013-06-19 2013-06-19 自激式脉冲pdc钻头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103277051B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104763349A (zh) * 2015-03-16 2015-07-08 中国石油化工股份有限公司 一种钻井用强化脉冲聚晶金刚石复合片钻头
CN104832106A (zh) * 2015-03-16 2015-08-12 中国石油化工股份有限公司 一种钻井用强化脉冲pdc钻头
CN108612480A (zh) * 2018-06-29 2018-10-02 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 一种涡流脉冲冲击钻头
CN115788307A (zh) * 2023-02-13 2023-03-14 中国石油大学(华东) 双级钻头与振动冲击及高压脉冲射流相耦合的钻井工具

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061638A (zh) * 1991-10-30 1992-06-03 江汉石油管理局钻头厂 一种用于牙轮钻头的喷嘴
WO1997031174A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-28 Ccore Technology & Licensing Limited Axial-vortex jet drilling system and method
CN200989162Y (zh) * 2006-07-12 2007-12-12 中国石油大学(北京) 水力脉冲空化射流钻井装置及钻头
CN101353947A (zh) * 2008-06-20 2009-01-28 江苏工业学院 全保径pdc钻头
CN201826757U (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适合于含有罗汉洞地层钻进的表层聚晶金刚石复合片钻头
CN102133562B (zh) * 2011-01-28 2012-09-26 重庆大学 一种多功能自激振荡磨料水射流发生装置
CN202667034U (zh) * 2012-06-29 2013-01-16 宋节行 结合牢固的多次自激式增压流体喷嘴
CN203296702U (zh) * 2013-06-20 2013-11-20 天津市仕杰达能源技术开发有限公司 自激式脉冲pdc钻头

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061638A (zh) * 1991-10-30 1992-06-03 江汉石油管理局钻头厂 一种用于牙轮钻头的喷嘴
WO1997031174A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-28 Ccore Technology & Licensing Limited Axial-vortex jet drilling system and method
CN200989162Y (zh) * 2006-07-12 2007-12-12 中国石油大学(北京) 水力脉冲空化射流钻井装置及钻头
CN101353947A (zh) * 2008-06-20 2009-01-28 江苏工业学院 全保径pdc钻头
CN201826757U (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 适合于含有罗汉洞地层钻进的表层聚晶金刚石复合片钻头
CN102133562B (zh) * 2011-01-28 2012-09-26 重庆大学 一种多功能自激振荡磨料水射流发生装置
CN202667034U (zh) * 2012-06-29 2013-01-16 宋节行 结合牢固的多次自激式增压流体喷嘴
CN203296702U (zh) * 2013-06-20 2013-11-20 天津市仕杰达能源技术开发有限公司 自激式脉冲pdc钻头

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104763349A (zh) * 2015-03-16 2015-07-08 中国石油化工股份有限公司 一种钻井用强化脉冲聚晶金刚石复合片钻头
CN104832106A (zh) * 2015-03-16 2015-08-12 中国石油化工股份有限公司 一种钻井用强化脉冲pdc钻头
CN108612480A (zh) * 2018-06-29 2018-10-02 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 一种涡流脉冲冲击钻头
CN115788307A (zh) * 2023-02-13 2023-03-14 中国石油大学(华东) 双级钻头与振动冲击及高压脉冲射流相耦合的钻井工具
CN115788307B (zh) * 2023-02-13 2023-06-13 中国石油大学(华东) 双级钻头与振动冲击及高压脉冲射流相耦合的钻井工具

Also Published As

Publication number Publication date
CN103277051B (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102191915B (zh) 一种谐振脉冲振动钻井装置
CN103277051B (zh) 自激式脉冲pdc钻头
CN104806169A (zh) 一种扩孔钻头
CN104265160B (zh) 水力振荡轴向冲击器
CN105298398A (zh) 用于煤矿井下树状钻孔的自进式水力喷射钻头
CN103696696A (zh) 防卡滑pdc钻头
CN203701981U (zh) 一种扩孔钻头
CN204827232U (zh) 一种钻井用水力脉冲装置
CN103628815A (zh) 一种近钻头扭转、振荡耦合冲击器
CN208981966U (zh) 双级钻头
CN205558849U (zh) 利用涡轮产生冲击振荡的井下工具
CN205172416U (zh) 一种机械振动冲击传动轴
CN203847007U (zh) 自振空化脉冲式喷嘴
CN202227989U (zh) 一种组合钻具
CN203594365U (zh) 近钻头扭转冲击器
CN203296702U (zh) 自激式脉冲pdc钻头
CN212337207U (zh) 一种全金属水力振荡器
CN107762401B (zh) 矩形波水力脉冲工作管柱下入工具
CN104265178A (zh) 扩孔刀具
CN109611028A (zh) 基于滚子与叶轮的水力振荡器
CN201401143Y (zh) 脉冲空化旋流发生器
CN201574689U (zh) 大口径阶梯式拼装组合钻头
CN208845097U (zh) 一种复合冲击钻井提速装置
CN203285338U (zh) 它激、自激、收缩-扩散型复合震击脉冲射流装置
CN106545298B (zh) 一种振动式旋转射流钻头

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191012

Address after: 300280 Tianjin Binhai New Area (Dagang) Beach Street, two North Road, No. 17

Patentee after: TIANJIN BANGPU PETROLEUM TECHNOLOGY EQUIPMENT CO., LTD.

Address before: 300280, Tianjin Binhai New Area Dagang Road North District building, two floor

Patentee before: Tianjin Shijieda Energy Technology Development Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right