[实用新型]一种扭矩自平衡嵌套式双钻头

说明书

技术领域

本实用新型属于钻井、钻探领域，涉及一种钻头，特别是涉及一种扭矩自平衡嵌套式双钻头。

背景技术

在钻井钻探过程中，钻杆柱在扭矩的作用下变形成螺旋状，在回转中与井壁碰撞摩擦，磨损和交变载荷作用极易使钻杆柱提前损坏，导致断钻具等井内事故的发生，给整个工程带来巨大损失。随着钻进深度的增加，钻杆柱的长度加长，钻杆在传递钻压和扭矩的过程中克服井内各种摩擦阻力所损耗的能量比例增大，因此需要上部钻机提供更大的扭矩，当井深达到一定深度后，必须在近钻头部位增加井下动力工具为钻头高速回转提供扭矩，上部钻柱通过地面转盘顶驱缓慢回转为钻头提供反扭矩。显而易见，钻具在井内回转碎岩产生的反扭矩危害到整个钻柱和地面设备，钻井工艺也要首先满足反扭矩这一环境条件才能顺利实施。独立一个钻头在碎岩同时需要围岩给与钻头接触的岩石提供相应的反扭力矩，对井壁围岩要求高。若钻头遇破碎地层时，围岩固有的结合力无法给与钻头接触的岩石提供足够的反扭力矩而成块状结构脱离井壁，加之循环泥浆随钻柱回转产生局部紊流搅动井壁，此时会导致井眼扩大的后果；当钻头遇坚硬的大颗粒砂砾岩时，由于砾石的滑动很容易进入钻头水口处并与其它砾石桥接产生极大的力矩，极易导致钻头切削齿的崩落。针对目前井内事故多及成本高的技术难点和不足，有必要提出一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统，从根本上解决钻柱回转钻进产生的反扭矩危害，改变钻头单向碎岩对围岩的扰动强度，简化地面钻探装备和配套的工具及工艺方法，实现井内事故少，钻井成本低、能耗小和钻进效率高等目的，钻头作为钻井作业中破岩的工具对钻井机械钻速的提高起着决定性的作用，其寿命和性能直接影响着钻井工程的质量、速度和综合成本。

实用新型内容

本实用新型的目的为井下扭矩自平衡有缆钻具系统配套一种扭矩自平衡嵌套式双钻头，主要分配和平衡嵌套式内、外钻头与岩石间产生的摩擦力。

为达到上述技术目的，本实用新型提出了一种扭矩自平衡嵌套式双钻头,其特征是：该双钻头由内钻头、外钻头和内外钻头扶正耐磨套组成，所述内钻头置于外钻头内部并与外钻头同轴布置；所述内外钻头扶正耐磨套设置在内钻头和外钻头之间；

其中内钻头由内钻头切削齿、内钻头水口、内钻头外台阶、内钻头刚体和射流孔组成；所述内钻头刚体底部设置有内钻头切削齿和内钻头水口，且内钻头切削齿和内钻头水口间隔布置，其中内钻头水口设有内水槽；所述内钻头外台阶设置在内钻头刚体外侧壁上；所述射流孔开设在内钻头刚体下部，射流孔直径5mm～15mm，其轴线与内钻头轴线间的夹角为30°～45°；

其中外钻头由外钻头切削齿、外钻头水口、外钻头内台阶和外钻头刚体组成，所述外钻头刚体底部设置有外钻头切削齿和外钻头水口，且外钻头切削齿和外钻头水口间隔布置，其中外钻头水口设有外水槽；所述外钻头内台阶设置在外钻头刚体的内侧壁上；

其中内外钻头扶正耐磨套由本体与润滑体通过过盈配合组合而成，且润滑体在本体轴向上为全覆盖式布置。

进一步，所述内钻头外径与外钻头内径尺寸相差1mm～2mm。

更进一步，所述内外钻头扶正耐磨套的下平面与内钻头外台阶和外钻头内台阶接触配合。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：本实用新型提出了一种扭矩自平衡嵌套式双钻头，是由内钻头和外钻头逆向旋转实现对地层岩石的破碎，实现内外钻头的扭矩平衡，对围岩及孔壁扰动小，能够满足井下扭矩自平衡有缆钻具系统对双钻头的要求。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型一种扭矩自平衡嵌套式双钻头总装仰视示意图。

图2是图1的A-A向结构示意图。

图3是本实用新型一种扭矩自平衡嵌套式双钻头的内钻头仰视示意图。

图4是图3的B-B向结构示意图。

图5是本实用新型一种扭矩自平衡嵌套式双钻头的外钻头仰视示意图。

图6是图5的A-A向结构示意图。

图7是本实用新型一种扭矩自平衡嵌套式双钻头的内外钻头扶正耐磨套仰视示意图。

图8是图7的C-C向结构示意图。

图9是本实用新型的实施例结构示意图。