[发明专利]一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头及钻井方法

权利要求书

1.一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头，其特征在于：所述钻头包括环形钻头和中心钻头，中心钻头安装于环形钻头中心且凹陷于环形钻头腔体内部，所述中心钻头与环形钻头不能相对旋转，所述环形钻头包括上部钻具连接接头和环形钻头体，所述环形钻头体的钻头冠部设置有喷嘴流道、喷嘴和岩柱通过孔，所述中心钻头的中心钻头破岩体与岩柱通过孔相对应，所述中心钻头内部分别设有普通钻井液流道和中心钻头钻井液流道，中心钻头内部底端设置岩屑运移通道，中心钻头钻井液流道与岩屑运移通道连通，所述普通钻井液流道下部，岩屑运移通道出口位置处设置有磨料发生腔，所述磨料发生腔连通喷嘴流道和喷嘴；所述普通钻井液流道设置在中心钻头钻井液流道周侧，所述中心钻头顶端为钻井液扩流面，钻井液扩流面将钻井液进行分流，一部分经过中心钻头钻井液流道流入中心钻头，一部分经过普通钻井液流道流向环形钻头的喷嘴流道，中心钻头体外侧为扶正受力面与中心钻头扶正传力面相配合，所述中心钻头破岩体设置在中心钻头底端中心位置，所述中心钻头破岩体上设置高效破岩齿，所述岩屑运移通道设置在高效破岩齿上部。

2.根据权利要求1所述的一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头，其特征在于，所述上部钻具连接接头外侧上部为钻具连接扣，外侧中部为圆柱面，外侧底部为接头焊接坡口，上部钻具连接接头内侧上部为钻井液流道，内侧中部为钻井液扩展面，内侧下部为中心钻头扶正面。

3.根据权利要求2所述的一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头，其特征在于，所述环形钻头顶端为钻头体焊接坡口，所述钻头体焊接坡口与所述接头焊接坡口相对应，环形钻头体外侧上部为钻头外表面，所述钻头冠部为环形表面，钻头冠部设置在环形钻头体外侧下部，其直径与上部钻具连接接头的圆柱面直径相等，所述钻头冠部还包括钻井钻头钢体、环形钻头刀翼和环形钻头切削齿，环形钻头切削齿安装在钻头刀翼顶部，岩柱通过孔设置在环形钻头钢体中部且贯穿环形钻头钢体内腔，环形钻头内侧上部为中心钻头扶正传力面，所述扶正传力面与所述中心钻头扶正面的结构相同，环形钻头内侧中部为汇流圆环面，汇流圆环面与环形钻头刀翼之间设有喷嘴流道，喷嘴流道顶端安装有喷嘴。

4.根据权利要求3所述的一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头，其特征在于，所述高效破岩齿为斧形结构，高效破岩齿底端为压入圆柱面，两侧为侧翼保形面。

5.一种采用权利要求4所述的一种具有诱导载荷与磨料射流联合作用的钻头的钻井方法，其特征在于：所述钻井方法包括以下步骤：

1)环形钻头接触井底，在钻压扭矩的作用下破岩；

2)随着破岩的进行，在井底破碎出一个圆环形井眼；

3)中心钻头接触到圆环形井眼内侧的岩柱；

4)中心钻头破碎圆环形井眼内侧的岩柱，钻井液通过该中心钻头钻井流道进入岩屑运移通道将破碎圆环形井眼内侧的岩柱产生的岩屑混合进入磨料发生腔，进而与普通钻井液流道内的普通作用钻井液混合，经过喷嘴流道和喷嘴形成磨料射流，实现整个破岩钻进过程。