[发明专利]分体式内喷射反循环旋冲钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种分体式内喷射反循环旋冲钻头。

背景技术

石油面临着资源的匮乏，从而使勘探、取样、开采要求不断提高，现有的反循环冲击器钻头多采用整体式结构，钻进工艺单一，对复杂地层需要更换不同的整套冲击器，钻进效率低， 易塌孔、埋钻，由于配气孔道不合理，钻齿冷却效果差，导致空气反循环流场吸渣效果差，钻头整体式结构加工工艺复杂、成本高，冲击碎岩效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是要解决上述现有反循环冲击器钻头存在的问题，而提供一种分体式内喷射反循环旋冲钻头。本发明钻头采用分体式结构，能多种钻进工艺快速切换，碎岩效率高、钻头冷却效果好、传功结构合理、便于拆装、提高钻进效率和排屑能力，解决了卡钻、蹩钻和埋钻问题。

本发明是由反循环钻头体、下接头、砧座、逆止阀、回程弹簧、复位弹簧、逆止阀O型密封圈、下接头O型密封圈组成，钻头采用分体式结构，砧座下端装配带齿的中央堵头，反循环钻头体可更换为挤密钻头。反循环钻头体上端面均布有六条导气槽与45°内引射流道贯通，反循环钻头体内部设有与砧座连接的螺纹孔，螺纹孔底部有退刀槽，45°内引射流道在反循环钻头体端面上镶嵌有六个边齿，以六个边齿所在的圆周为基准，在3/4的圆周上均布镶嵌有三个外分布齿，在1/2的圆周上均布镶嵌有三个内分布齿，在1/4的圆周上均布镶嵌有三个内齿；内齿为锥齿，边齿、外分布齿和内分布齿为圆柱齿，不同圆周上的相邻齿成交错排布；下接头前端设有七个密封圈沟槽，下接头中间内部设有八个半圆形配气通道，下接头上端内部设有与砧座连接的第一花键，第一花键的齿数为八个，下接头上端外圆上设有与冲击器连接的第一螺纹，砧座下端设有与反循环钻头体相连接的第二螺纹，砧座中心通道下端设有第三螺纹，砧座上端设有与下接头连接的第二花键，第二花键的齿数为八个。逆止阀位于反循环钻头体与下接头形成的空腔内，逆止阀设有与下接头配合的斜面，斜面上加工有O型密封圈沟槽。

本发明具体工作方式：

反循环钻进时，高压空气通过下接头与砧座花键连接的空隙，进入钻头内部，顶开逆止阀，高压空气通过钻头体的导气槽进入反循环钻头体，冷却边齿，随后空气经过45°内引射流道进入砧座中心孔道，形成反循环流场，由于卷吸作用，能将孔底岩渣屑吸入砧座的中心孔道，进入冲击器中心孔道，最后排到地表。与此同时，下接头与砧座的花键能够传递回转扭矩，形成高效的冲击回转钻进。空压机停止时，复位弹簧将逆止阀复位，使逆止阀的斜面与下接头台阶紧密贴合，能防止岩渣屑进入冲击器。提钻时，回程弹簧能使砧座连同反循环钻头体复位，确保冲击器活塞有效冲击，以实现反向冲击，防止埋钻。

正循环钻进时，在砧座下端安装带齿的中央堵头，此时高压空气由内引射流道进入反循环钻头体中心孔道，由钻具与钻孔之间的空隙排到地表，实现正循环钻进。

挤密钻进时，更换挤密钻头体，高压空气流向与反循环钻进相同，但不排出岩渣屑，实现挤密钻进。

本发明的有益效果：

1、钻头采用分体式结构，结构合理、紧凑、便于更换，加工方便、成本低。

2、多种钻进工艺快速切换：增加带齿的中央堵头，可实现正循环钻进；更换钻头体，可实现挤密钻进。

3、内引射流道，一方面能有效的冷却钻头齿，另一方面能形成良好的反循环流场，增强了吸附碎渣的能力。

4、钻齿镶嵌在不同的圆周上，并且不同圆周上的钻齿交错布置，这使得钻头体破碎岩石效率提高，也降低了钻齿的磨损。

5、可实现双向冲击，方便提钻。

附图说明

图1是本发明的剖视示意图。

图2是本发明的反循环钻头体剖视示意图。

图3是图2的左视图。

图4是本发明的下接头剖视示意图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的截面图。

图7是本发明的砧座立体示意图。

图8是本发明的逆止阀结构示意图。

    图9为本发明正循环钻进时工作示意图。

   图10为本发明挤密钻进时工作示意图。

具体实施方式