[实用新型]一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头

说明书

本实用新型公开了一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头，包括接头（1）和钻头本体（2），所述钻头本体（2）的冠部外表面沿周向设置有多个刀翼（3），相邻刀翼（3）之间形成排屑槽（4），排屑槽（4）内设有多个低压喷嘴（5），所述刀翼（3）冠部外表面沿径向设有多排切削齿（6），所述刀翼（3）的肩部的前刀面采用台阶式结构设置有L型台阶（7），所述L型台阶（7）的台阶面上安装有至少一个高压喷嘴（8）。本实用新型中，高压喷嘴（8）与低压喷嘴（5）的搭配既有利于对钻头关键部位切削齿（6）的冷却和冲洗，又有利于钻头的整体排屑，提升钻头的岩屑运移能力，延长切削齿的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及钻井钻头领域，尤其是一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头。

背景技术

近年来，随着PDC钻头的技术的发展以及PDC切削齿技术的改进，固定切削齿PDC钻头越来越多的被用于更为复杂的工况，这对PDC钻头的性能也提出了更高的挑战。通常PDC钻头的切削齿焊接在刀翼上，刀翼上不同位置的切削齿切削岩石的区域不同，但每颗切削齿切削岩石的区域基本是固定的。在硬研磨性地层以及复杂定向钻井作业中，PDC钻头肩部的切削齿因为距离钻头中心轴线更远，钻头在旋转钻进的过程中肩部的切削齿线速度高，切削齿切削区域的局部会有很高的温度，耐磨性变差，因而往往最先被磨钝失去攻击力，这大大限制了钻头的使用寿命，钻井成本也更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头。

本实用新型提供一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头，包括接头和钻头本体，所述钻头本体的冠部外表面沿周向设置有多个刀翼，相邻刀翼之间形成排屑槽，所述排屑槽内设有多个低压喷嘴，所述刀翼冠部外表面沿径向设有多排切削齿，所述刀翼的肩部的前刀面采用台阶式结构设置有L型台阶，所述L型台阶的台阶面上安装有至少一个高压喷嘴用于清洗冷却钻头肩部的主切削齿；所述主切削齿钎焊在刀翼上。

所述L型台阶上设置的高压喷嘴和排屑槽内设置的低压喷嘴均与钻头中心流道贯通，高压喷嘴指向钻头肩部的主切削齿，其主要用于位于肩部的主切削齿的清洗和冷却，消除切削齿因切削区域局部瞬时高温和泥包对肩部切削齿的耐磨性的性能的影响，延长切削齿的实用寿命，低压喷嘴用于钻头整体的清洗和冷却；高压喷嘴和低压喷嘴的组合设置，对切削齿进行冷却和冲洗的同时方便钻头的整体排屑，防止钻头泥包倾向，提升了钻头的岩屑运移能力。

进一步的，一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头，所述钻头本体的冠面剖面按区域自钻头中心向外依次划分为内锥、鼻部、肩部、外肩部和保径。

进一步的，一种采用高低压组合喷嘴的PDC钻头，高压喷嘴与低压喷嘴以泥浆通过喷嘴喷射出来后的流动速度和作用在主切削齿表面的冲洗压力进行区分；所述低压喷嘴嘴口到达肩部主切削齿表面的距离比所述高压喷嘴嘴口到达肩部主切削齿表面的距离远；述高压喷嘴出口处的泥浆流速高于所述低压喷嘴出口处的泥浆流速；所述高压喷嘴的内孔直径小于所述低压喷嘴的内孔直径。

本实用新型达到的有益效果：

1.本实用新型的刀翼肩部采用台阶式结构，L型台阶上设置有高压喷嘴对肩部切削齿进行清洗和冷却，延长了肩部切削齿的实用寿命。

2.本实用新型的高压喷嘴直接设置在刀翼上，相对于设置在排屑槽内的低压喷嘴，高压喷嘴距离肩部主切削齿行程更近，水力能量损失也更少，提升了肩部切削齿的清洗和冷却效果。

3.本实用新型的肩部切削齿在高压喷嘴的冲洗下，切削齿切削区域的瞬间温度很低，降低切削齿受到的局部高温带来的耐磨性损失。

4.本发明的高压喷嘴和低压喷嘴的组合设置，在对钻头关键部位切削齿的冷却和冲洗的同时方便钻头的整体排屑，防止钻头泥包倾向，提升了钻头的岩屑运移能力。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图。