[实用新型]一种干热岩钻探用冲击钻头

说明书

本实用新型公开了一种干热岩钻探用冲击钻头，包括钻头本体以及分布在钻头本体上的钻齿、排屑/液槽和保径；所述钻齿包括位于钻头冲击面部的中心齿及位于钻头边部的边齿；所述排屑/液槽包括钻头体面部排屑/液槽及钻头体周边排屑/液槽，保径采用聚晶金刚石复合片螺旋排布在钻头本体的周向。本实用新型的干热岩钻探用冲击钻头，可匹配大冲击功液动冲击器代替空气锤钻头用于干热岩钻探中，减轻边齿的冲击，同时增加冲击钻头面部钻齿冲击碎岩能力，提供良好的排屑/排液环境，提高干热岩钻探效率，降低干热岩冲击钻头钻探成本，延长钻头使用寿命，解决现有干热岩钻探效率低、成本高的问题。

技术领域

本实用新型涉及干热岩钻探钻具技术领域，尤其涉及一种干热岩钻探用冲击钻头。

背景技术

干热岩资源量丰富、开发利用对环境影响小、安全性好、热能连续性好和利用效率高等特点，正愈来愈受到各国相关研究机构和企业的重视，将干热岩视为未来化石能源枯竭的战略替代能源。

深部地热尤其是干热岩地层通常坚硬致密，地层温度在150℃以上，远高于一般石油钻井和地质钻探且地热储层埋深大、硬度高、研磨性强、可钻性差，钻井是目前干热岩开发的主要技术手段。然而钻进速度慢、钻头磨损快是干热岩地层勘探开发亟待解决的问题。

干热岩钻井所钻遇的地层均为硬度非常高的变质岩或花岗岩，除了地层较硬、研磨性较强外，还存超高温等特点。钻头易磨损，寿命低、钻井成本居高不下(占项目总成本的35％-50％)，严重制约干热岩资源勘探开发进程。因此，迫切需要研发高效长寿命的破岩工具，提高深层地热资源开发的钻井速度、缩短成井周期、降低钻井成本。

液动冲击锤的机械钻速较气动冲击锤钻速低，但具有使用条件不受深孔围压限制的特点，能够在保持高钻速的前提下适应干热岩钻孔作业。此外，由于液动冲击器回转速度很低，无需配备高转速的旋转防喷器，降低设备要求，节约钻井成本，有望用于干热岩类高温硬岩地层钻探。

球齿冲击钻头是与液动锤配套使用的钻头，如何提高球齿钻头对干热岩地层的适应性，是液动锤钻头成功用于干热岩钻探的基础研究之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种干热岩钻探用冲击钻头，可匹配大冲击功液动冲击器代替空气锤钻头用于干热岩钻探中，提高干热岩钻探效率，降低干热岩冲击钻头钻探成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种干热岩钻探用冲击钻头，包括钻头本体以及分布在钻头本体上的钻齿、排屑/液槽和保径；所述钻齿包括位于钻头冲击面部的中心齿及位于钻头边部的边齿；所述钻头本体的前侧中心处形成有垂直钻杆方向的第一平面，第一平面上分布有多个中心齿；由第一平面向钻头本体的周边依次倾斜过渡有第二平面和第三平面，第二平面和第三平面上分别设有多个内圈边齿和外圈边齿；所述排屑/液槽包括钻头体面部排屑/液槽及钻头体周边排屑/液槽，钻头体面部排屑/液槽由第一平面经第二平面和第三平面延伸至钻头本体边缘，钻头体周边排屑/液槽位于钻头本体边缘；保径采用聚晶金刚石复合片螺旋排布在钻头本体的周向。

进一步地，多个所述钻头体面部排屑/液槽在钻头本体面部均布。

进一步地，所述钻头体面部排屑/液槽在钻头本体面部设置为2-4个。

进一步地，多个所述钻头体面部排屑/液槽由第一平面经第二平面和第三平面延伸至钻头本体边缘。

进一步地，多个所述钻头体周边排屑/液槽在钻头本体周向均布，且每个所述钻头体周边排屑/液槽设置在相邻的外圈边齿之间。

进一步地，所述钻齿边齿为金刚石复合球齿。

进一步地，所述第二平面与第一平面的倾角为20-30度。

进一步地，所述第三平面与第一平面的倾角为30-45度。