[实用新型]一种侧水眼单牙轮钻头

说明书

本实用新型涉及一种用于石油、天然气勘探开发或其它目的在地壳上钻孔的单牙轮钻头，属于钻井钻头。

单牙轮钻头是石油、天然气钻井使用的牙轮钻头中的一种，已得到广泛应用。钻头上的水眼作为循环泥浆、清除和携带岩屑的泥浆通道，具有重要作用。如果钻头上有两个或两个以上的水眼，避免各水眼高速液流之间的相互干扰非常重要，否则会降低泥浆清除和携带岩屑的能力，使钻头破岩能力下降，因而影响钻头机械钻速的提高。中国实用新型专利(专利号96233451.0)公开的单牙轮钻头，在钻头体内设置了两个泥浆流道，上流道位于钻头体的上部，下流道则由钻头体的上部通到牙爪轴颈下端，从而在钻头体上和牙轮轴端形成两个水眼，由于两个水眼液流相交，互相干扰，损失了一部分水力能量，致使水力能量无法充分利用，泥浆对井底和牙轮的清洗、携带岩屑返回地面的能力受到限制，影响机械钻速的提高，因而影响钻井效率的提高。另外，牙轮轴端布置水眼，会为轴端的密封带来困难。

本实用新型的目的就是提供一种通过泥浆出口流道的合理布局，增强泥浆清洗冷却钻头、携带岩屑的能力，从而提高机械钻速和钻井效率，同时又不影响轴端密封的侧水眼单牙轮钻头。

为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种侧水眼单牙轮钻头，由钻头体、轴承和牙轮组成，钻头体上有轴承和牙轮，牙轮上有牙齿，牙轮和轴承间有密封圈，在钻头体内设置了两个泥浆出口流道，其特征在于，两个泥浆出口流道分别位于钻头体中部两侧，形成不对称的两个水眼，在两个泥浆出口流道的正背面设置了排屑面，排屑面与井壁之间形成主排屑腔，泥浆携带岩屑经过主排屑腔上返。两个泥浆出口流道的中心线在垂直于钻头体轴线的平面上的投影形成一夹角，夹角的大小应使泥浆有效地把岩屑冲离井底，并将大多数岩屑从井底带出为原则，范围在30～120°。两个流道的中心线与钻头体的中心线分别形成两个夹角，夹角的大小应使泥浆有效冲洗、冷却牙轮，又不冲刷井壁为原则，分别在1～60°范围内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：(1)两个侧水眼不对称分布在钻头体侧面，其出口处的高速液流不

相交，相互干扰小，水力能量损失减小，泥浆清洗钻头和携带

岩屑能力增强。(2)在牙轮轴端取消了水眼，解决了牙轮轴端的密封问题。(3)在两个泥浆出口流道的正背面设置的排屑面与井壁形成了一个

较大的主排屑腔，有利于泥浆携带岩屑返出地面，从而显著提

高机械钻速和钻井效率。

图1是侧水眼单牙轮钻头结构主视图。

图2是侧水眼单牙轮钻头水眼7沿A-A线的剖视图。

图3是侧水眼单牙轮钻头结构俯视图。

下面结合附图说明本实用新型的实施例：

参看图1和图2，整个钻头由钻头体1、轴承2和牙轮4组成，钻头体1上有轴承2和牙轮4，牙轮4上有牙齿5，牙轮4与轴承2间有密封圈3，在钻头体1内设置了两个泥浆出口流道6、7，分别位于钻头体中部两侧，其中心线与钻头体的中心线分别形成两个夹角β和γ，夹角的大小应使泥浆能有效地清洗牙轮，又不冲刷井壁为原则，分别在1～60°范围内。

参看图3，在两个泥浆出口流道6、7的正背面设置了排屑面8，排屑面8与井壁之间形成主排屑腔，泥浆携带岩屑经过主排屑腔上返。两个泥浆出口流道6、7的中心线在垂直于钻头体轴线的平面上的投影形成一夹角α，夹角的大小应使泥浆有效地把岩屑冲离井底，并将大多数岩屑从主排屑腔中带出为原则，范围在30～120°。钻进时，泥浆从水眼6、7处高速流出，清洗、冷却钻头，同时泥浆的射流辅助破碎岩石，把岩屑冲离井底，经过主排屑腔返出地面。