[实用新型]一种钻头喷嘴

说明书

一种钻头喷嘴，喷嘴包括喷嘴流道、喷嘴内孔口、喷嘴外孔口，喷嘴外孔口为椭圆形。钻头包含胎体，胎体内部设有腔体，胎体上设有喷嘴，喷嘴与腔体连通，喷嘴和胎体一体化制造或喷嘴通过喷嘴螺纹与通孔固定。胎体和喷嘴采用增材制造的方式，包括选择性激光烧结、激光熔融，电子束熔融等方式。胎体和喷嘴也采用粉末冶金的方式制造。根据本实用新型的结构，能使同样强度的射流，分布范围变得更宽，喷嘴射流能更好的清洗切削齿，更快的冷却切削面，从而提高机械钻速同时延长切削齿和钻头的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种石油天然气等地质勘探领域用的钻头，具体涉及一种钻头的喷嘴。

背景技术

在使用钻头勘探时，为了排出钻头钻进时产生的大量岩屑，一般在地面设置一台高压泵，然后将专门配制的钻井液从地面打入钻杆内部，并一直通向井底的钻头，再通过开设于钻头排屑槽内的喷嘴，形成高速射流，对井底进行冲刷，带走岩屑，并通过排屑槽流入井眼环空，最终随钻井液流一起返回至地面。另一方面，钻头在钻进的过程中会产生大量热量，当温度超过775℃时，钻头上的切削齿的结构将迅速衰变，磨损加剧；为此，钻头的喷嘴射流的另一个作用，就是冲刷切削齿的工作表面，及时将破岩产生的热量带走，保护钻头。

为了更有效的排出岩屑和冷却切削齿，就需要加大喷嘴的水功率。可以通过增加钻井液流量来实现，或者可以通过缩小喷嘴流通面积来实现，这两种方法本质上都是增加射流速度。但是流量的增加会引起沿程压力损失的增加，最终受到泵压的限制；而喷嘴口径的变小也增加了喷嘴口被异物(比如上游工具中某些橡胶部件的老化碎裂，或者连接钻杆过程中不小心掉落异物等等)堵住的风险。另外过高的射流速度，往往也会对钻头体以及喷嘴造成冲蚀破坏。如何合理的设计喷嘴，使得有限的水功率被高效的利用，既能快速排屑和冷却切削齿，同时又不造成过高的泵压需求和冲蚀风险，一直是钻头设计当中的重点和难点。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中冲洗、冷却能力不足，因喷嘴宽度增加而造成钻头体的强度降低，喷嘴容易被拥堵，喷嘴安装困难，制造成本高，制造周期长等问题；提供了钻头的喷嘴。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种钻头的喷嘴，其特征在于，喷嘴包括喷嘴流道、喷嘴内孔口、喷嘴外孔口，喷嘴外孔口为椭圆形。

可选的，钻头包含胎体，胎体内部设有腔体，胎体上设有喷嘴，喷嘴与腔体连通，喷嘴和胎体一体化制造。

可选的，钻头包含胎体，胎体内部设有腔体，胎体上设有通孔，喷嘴通过喷嘴螺纹或者焊接等方式与胎体上的通孔固定。

可选的，胎体和/或喷嘴采用增材制造的方式，包括选择性激光烧结、激光熔融，电子束熔融等方式。

可选的，胎体和/或喷嘴采用粉末冶金的方式制造。

可选的，喷嘴的材料包括碳、铜、铁、镍、钨、钛、钴等。

可选的，可以采用碳化钨粉体、镍基粉体。

可选的，45wt％～72wt％的碳化钨粉体；28wt％～55wt％的镍基粉体。

可选的，碳化钨粉体的粒度为80目～400目，镍基粉体的粒度为150目～350目。

可选的，镍基粉体包括1.5wt％～2.5wt％的B，3wt％～4wt％的Si，余量为Ni。

可选的，胎体设置刀翼，切削齿设置在刀翼上。

进一步，切削齿为PDC切削齿。

可选的，喷嘴设置一个或多个。

可选的，刀翼设置一个或多个。

可选的，刀翼上的切削齿设置一个或多个。

可选的，刀翼和喷嘴间隔设置。