[发明专利]串联型脉冲增强式内磨钻头

摘要

本发明公开了一种串联型脉冲增强式内磨钻头。区别于常规PDC钻头，本发明设计了脉冲生成与增强装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置。脉冲生成与增强装置包括进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、冲击壁、反馈流道、分流区，基于风琴管结构，通过激发液体共振产生初始脉冲射流，基于赫姆霍兹振荡器，通过形成大尺度的涡环结构增强脉冲射流；负压抽汲装置包括反向高速流道、下喷流道、刀翼、抽汲腔，凭借反向射流高速特性在抽汲腔形成负压，抽汲岩屑上返，减小压持效应，提高机械钻速；岩屑内磨装置包括混合腔、喉道、加速腔、内磨腔、内磨体、扩散腔，基于高压作用力、水楔效应粉碎岩屑，利于钻井液携岩，清除岩屑床。

主权项

一种新型串联型脉冲增强式内磨钻头，其特征在于设计了脉冲生成与增强装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置：所述的脉冲生成与增强装置包括进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、冲击壁、反馈流道、分流区。进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、反馈流道、分流区均为共轴圆柱形构造，依次对接连通，其中分流区出口与反向高速流道、下喷流道相连通；进给腔管径与过渡流道管径相同，为反馈流道管径的1.5倍；谐振腔管径与脉冲增强腔管径相同，为反馈流道管径的3倍；分流区管径与谐振腔相同；冲击壁附于脉冲增强腔底部，为150°锥形结构于反馈流道相交；所述的负压抽汲装置包括反向高速流道、下喷流道、刀翼、抽汲腔；反向高速流道、下喷流道均与分流区相连通，反向高速流道出口在混合腔，下喷流道出口在钻头本体端部；抽汲腔与钻头端部排屑槽相连通，出口在混合腔；所述的岩屑内磨装置包括混合腔、喉道、加速腔、内磨腔、内磨体、扩散腔；混合腔与反向高速流道、抽汲腔相连通，内侧与喉道对接连通；喉道与加速腔对接连通，为圆柱形构造，管径为加速腔的0.5倍；加速腔与内磨腔相连通，两者轴线呈138°夹角，为圆柱形构造；内磨腔为棱柱形结构，其横截面为加速腔圆形横截面的外接正六边形；内磨体附于内磨腔内壁，正对加速腔出口；扩散腔与内磨腔相连通，轴线与内磨腔呈138°夹角。