[实用新型]定向自振射流喷嘴

说明书

本实用新型涉及一种定向自振射流喷嘴，适用于探矿、采矿及石油天然气钻井勘探。

目前，油气钻井广泛采用的喷嘴类型有普通喷嘴、中长喷嘴、加长喷嘴、斜喷嘴。其喷嘴均产生连续射流，其中普通喷嘴、中长喷嘴、加长喷嘴产生的射流轴线几乎与铅垂线平行，斜喷嘴主要由入口收缩段和带一定斜角的等径段组成。现有喷嘴存在以下不足：A.经喷嘴流出的射流为连续射流，对井底的冲击作用较弱；B.漫流速度低，漫流场不强；C.射流束之间相互干扰大；D.斜喷嘴虽然产生倾斜射流，但出口等径段对牙轮冲蚀作用大，而且斜喷嘴可能因旋转而影响破岩效率。

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新型结构的喷嘴，能在相同的钻井参数和地层条件下，提高钻头进尺和机械钻速，降低钻井成本。

实现本实用新型的目的采取了以下技术方案：定向自振射流喷嘴主要由大圆柱体、小圆柱体和斜圆柱体三柱一体组成，大圆柱体与小圆柱体同轴，两体交接处形成圆环台阶；大圆柱体的内腔为喷嘴入口段，呈双圆弧面状，入口段A经逐渐收缩后，弧面与小圆柱体内腔的等径段B相接，等径段B下部与斜圆柱体的内腔出口段C以收缩弧面相接；等径段B的中轴线与出口段C的中轴线相交，形成交角θ_BC。    

入口段A上部入口端的直径D_A大于等径段B的内径D_B，等径段B的内径D_B大于出口段C的内径DC；斜圆柱内腔的出口段C下部出口端呈喇叭状。

喷嘴入口端的大圆柱体外径与钻头水眼内径相等。

本实用新型运用了机械水力联合破岩及自振射流的原理，由于喷嘴入口段采用了双圆弧流道，经逐步收缩后进入等径段，等径段下部与喷嘴出口部分的上部以收缩圆弧连接，形成谐振腔，喷嘴出口与井底处于不垂直角度，增强了自振射流清洗与联合破岩效果，有利于提高钻头进尺和机械钻速。

下面结合附图对本实用新型进一步进行描述。

图1为定向自振射流喷嘴的结构示意图；

图2为定向自振射流喷嘴与钻头的装配图。

定向自振射流喷嘴主要由大圆柱体1、与大圆柱体1同轴的小圆柱体3和与小圆柱体3形成一定角度相接的斜圆柱体4组成。大圆柱体1与小圆柱体3同轴交接处形成用于与钻头6装配的外台阶2；大圆柱体1内腔为喷嘴入口段A，呈双圆弧面状，其入口处为内圆弧面，经逐渐收缩后形成外圆弧面，与小圆柱体3内腔的等径段B相接；等径段B下部与斜圆柱体4的内腔出口段C以收缩弧面相接；等径段B与出口段C的中轴线相交，其交角θ_BC＝0～18°。

入口段A上部入口端直径D_A、等径段B内径D_B和出口段C内径D_C三者之间的比例为D_A∶D_B＝1.2～3、D_B∶D_C＝1.1～4；等径段B和出口段C的中轴总长L_BC∶D_C＝6～12；斜圆柱体4内腔的出口段C下部出口端呈喇叭状；喷嘴入口端的大圆柱体1的外径与钻头水眼内径相等，小圆柱体3与斜圆柱体4的外径相等。

安装时，将定向自振射流喷嘴的大圆柱体1插入钻头6的水眼5内，调整斜圆柱体4的指向，使其指向钻头牙轮的第二排齿或外排齿，通过卡簧7使喷嘴固定在钻头水眼内即可使用。