分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭，是由反循環(huán)鉆頭體、下接頭、砧座、逆止閥、回程彈簧、復(fù)位彈簧、逆止閥O型密封圈、下接頭O型密封圈組成，鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，砧座下端裝配帶齒的中央堵頭，反循環(huán)鉆頭體可更換為擠密鉆頭。鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)合理、緊湊、便于更換，加工方便、成本低；多種鉆進(jìn)工藝快速切換：增加帶齒的中央堵頭，可實(shí)現(xiàn)正循環(huán)鉆進(jìn)；更換鉆頭體，可實(shí)現(xiàn)擠密鉆進(jìn)；內(nèi)引射流道，一方面能有效的冷卻鉆頭齒，另一方面能形成良好的反循環(huán)流場，增強(qiáng)了吸附碎渣的能力；鉆齒鑲嵌在不同的圓周上，并且不同圓周上的鉆齒交錯(cuò)布置，這使得鉆頭體破碎巖石效率提高，也降低了鉆齒的磨損；可實(shí)現(xiàn)雙向沖擊，方便提鉆。
【專利說明】分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭。

【背景技術(shù)】
[0002]石油面臨著資源的匱乏，從而使勘探、取樣、開采要求不斷提高，現(xiàn)有的反循環(huán)沖擊器鉆頭多采用整體式結(jié)構(gòu)，鉆進(jìn)工藝單一，對復(fù)雜地層需要更換不同的整套沖擊器，鉆進(jìn)效率低，易塌孔、埋鉆，由于配氣孔道不合理，鉆齒冷卻效果差，導(dǎo)致空氣反循環(huán)流場吸渣效果差，鉆頭整體式結(jié)構(gòu)加工工藝復(fù)雜、成本高，沖擊碎巖效果欠佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有反循環(huán)沖擊器鉆頭存在的問題，而提供一種分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭。本發(fā)明鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，能多種鉆進(jìn)工藝快速切換，碎巖效率高、鉆頭冷卻效果好、傳功結(jié)構(gòu)合理、便于拆裝、提高鉆進(jìn)效率和排屑能力，解決了卡鉆、蹩鉆和埋鉆問題。
[0004]本發(fā)明是由反循環(huán)鉆頭體、下接頭、砧座、逆止閥、回程彈簧、復(fù)位彈簧、逆止閥O型密封圈、下接頭O型密封圈組成，鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，砧座下端裝配帶齒的中央堵頭，反循環(huán)鉆頭體可更換為擠密鉆頭。反循環(huán)鉆頭體上端面均布有六條導(dǎo)氣槽與45°內(nèi)引射流道貫通，反循環(huán)鉆頭體內(nèi)部設(shè)有與砧座連接的螺紋孔，螺紋孔底部有退刀槽，45°內(nèi)引射流道在反循環(huán)鉆頭體端面上鑲嵌有六個(gè)邊齒，以六個(gè)邊齒所在的圓周為基準(zhǔn)，在3/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)外分布齒，在1/2的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)分布齒，在1/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)齒；內(nèi)齒為錐齒，邊齒、外分布齒和內(nèi)分布齒為圓柱齒，不同圓周上的相鄰齒成交錯(cuò)排布；下接頭前端設(shè)有七個(gè)密封圈溝槽，下接頭中間內(nèi)部設(shè)有八個(gè)半圓形配氣通道，下接頭上端內(nèi)部設(shè)有與砧座連接的第一花鍵，第一花鍵的齒數(shù)為八個(gè)，下接頭上端外圓上設(shè)有與沖擊器連接的第一螺紋，砧座下端設(shè)有與反循環(huán)鉆頭體相連接的第二螺紋，砧座中心通道下端設(shè)有第三螺紋，砧座上端設(shè)有與下接頭連接的第二花鍵，第二花鍵的齒數(shù)為八個(gè)。逆止閥位于反循環(huán)鉆頭體與下接頭形成的空腔內(nèi)，逆止閥設(shè)有與下接頭配合的斜面，斜面上加工有O型密封圈溝槽。
[0005]本發(fā)明具體工作方式:
反循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，高壓空氣通過下接頭與砧座花鍵連接的空隙，進(jìn)入鉆頭內(nèi)部，頂開逆止閥,高壓空氣通過鉆頭體的導(dǎo)氣槽進(jìn)入反循環(huán)鉆頭體,冷卻邊齒,隨后空氣經(jīng)過45°內(nèi)引射流道進(jìn)入砧座中心孔道，形成反循環(huán)流場，由于卷吸作用，能將孔底巖渣屑吸入砧座的中心孔道，進(jìn)入沖擊器中心孔道，最后排到地表。與此同時(shí)，下接頭與砧座的花鍵能夠傳遞回轉(zhuǎn)扭矩，形成高效的沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)?？諌簷C(jī)停止時(shí)，復(fù)位彈簧將逆止閥復(fù)位，使逆止閥的斜面與下接頭臺階緊密貼合，能防止巖渣屑進(jìn)入沖擊器。提鉆時(shí)，回程彈簧能使砧座連同反循環(huán)鉆頭體復(fù)位，確保沖擊器活塞有效沖擊，以實(shí)現(xiàn)反向沖擊，防止埋鉆。
[0006]正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，在砧座下端安裝帶齒的中央堵頭，此時(shí)高壓空氣由內(nèi)引射流道進(jìn)入反循環(huán)鉆頭體中心孔道，由鉆具與鉆孔之間的空隙排到地表，實(shí)現(xiàn)正循環(huán)鉆進(jìn)。
[0007]擠密鉆進(jìn)時(shí)，更換擠密鉆頭體，高壓空氣流向與反循環(huán)鉆進(jìn)相同，但不排出巖渣屑，實(shí)現(xiàn)擠密鉆進(jìn)。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
1、鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)合理、緊湊、便于更換，加工方便、成本低。
[0009]2、多種鉆進(jìn)工藝快速切換:增加帶齒的中央堵頭，可實(shí)現(xiàn)正循環(huán)鉆進(jìn)；更換鉆頭體，可實(shí)現(xiàn)擠密鉆進(jìn)。
[0010]3、內(nèi)引射流道，一方面能有效的冷卻鉆頭齒，另一方面能形成良好的反循環(huán)流場，增強(qiáng)了吸附碎渣的能力。
[0011]4、鉆齒鑲嵌在不同的圓周上，并且不同圓周上的鉆齒交錯(cuò)布置，這使得鉆頭體破碎巖石效率提高，也降低了鉆齒的磨損。
[0012]5、可實(shí)現(xiàn)雙向沖擊，方便提鉆。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的剖視示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的反循環(huán)鉆頭體剖視示意圖。
[0015]圖3是圖2的左視圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的下接頭剖視示意圖。
[0017]圖5是圖4的左視圖。
[0018]圖6是圖4的截面圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的站'座立體不意圖。
[0020]圖8是本發(fā)明的逆止閥結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖9為本發(fā)明正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)工作示意圖。
[0022]圖10為本發(fā)明擠密鉆進(jìn)時(shí)工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]請參閱圖1至圖8所示,本實(shí)施例是由反循環(huán)鉆頭體1、下接頭I1、站座II1、逆止閥IV、回程彈簧V、復(fù)位彈簧V1、逆止閥O型密封圈VI1、下接頭O型密封圈珊組成，鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，砧座III下端裝配帶齒的中央堵頭IX，反循環(huán)鉆頭體I可更換為擠密鉆頭X。反循環(huán)鉆頭體I上端面均布有六條導(dǎo)氣槽I與45°內(nèi)引射流道2貫通，反循環(huán)鉆頭體I內(nèi)部設(shè)有與砧座III連接的螺紋孔3，螺紋孔3底部有退刀槽4，45°內(nèi)引射流道2在反循環(huán)鉆頭體I端面上鑲嵌有六個(gè)邊齒5，以六個(gè)邊齒5所在的圓周為基準(zhǔn)，在3/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)外分布齒6，在1/2的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)分布齒7，在1/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)齒8 ;內(nèi)齒8為錐齒，邊齒5、外分布齒6和內(nèi)分布齒7為圓柱齒，不同圓周上的相鄰齒成交錯(cuò)排布；下接頭II前端設(shè)有七個(gè)密封圈溝槽21，下接頭II中間內(nèi)部設(shè)有八個(gè)半圓形配氣通道22，下接頭II上端內(nèi)部設(shè)有與砧座III連接的第一花鍵23，第一花鍵23的齒數(shù)為八個(gè)，下接頭II上端外圓上設(shè)有與沖擊器連接的第一螺紋24，砧座III下端設(shè)有與反循環(huán)鉆頭體I相連接的第二螺紋31，砧座III中心通道下端設(shè)有第三螺紋32，砧座III上端設(shè)有與下接頭II連接的第二花鍵33，第二花鍵33的齒數(shù)為八個(gè)。逆止閥IV位于反循環(huán)鉆頭體I與下接頭II形成的空腔內(nèi)，逆止閥IV設(shè)有與下接頭II配合的斜面41，斜面41上加工有O型密封圈溝槽42。
[0024]本發(fā)明具體工作方式如圖1、圖9和圖10所示:
反循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，如圖1所示，高壓空氣通過下接頭II與砧座III花鍵連接的空隙，進(jìn)入鉆頭內(nèi)部，頂開逆止閥IV，高壓空氣通過鉆頭體I的導(dǎo)氣槽I進(jìn)入反循環(huán)鉆頭體I，冷卻邊齒5，隨后空氣經(jīng)過45°內(nèi)引射流道2進(jìn)入砧座III中心孔道，形成反循環(huán)流場，由于卷吸作用，能將孔底巖渣屑吸入砧座III的中心孔道，進(jìn)入沖擊器中心孔道，最后排到地表。與此同時(shí)，下接頭II與砧座III的花鍵能夠傳遞回轉(zhuǎn)扭矩，形成高效的沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)?？諌簷C(jī)停止時(shí)，復(fù)位彈簧VI將逆止閥IV復(fù)位，使逆止閥IV的斜面42與下接頭II臺階緊密貼合，能防止巖渣屑進(jìn)入沖擊器。提鉆時(shí)，回程彈簧V能使砧座III連同反循環(huán)鉆頭體I復(fù)位，確保沖擊器活塞有效沖擊，以實(shí)現(xiàn)反向沖擊，防止埋鉆。
[0025]正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，如圖9所示，在砧座III下端安裝帶齒的中央堵頭IX，此時(shí)高壓空氣由內(nèi)引射流道2進(jìn)入反循環(huán)鉆頭體I中心孔道，由鉆具與鉆孔之間的空隙排到地表，實(shí)現(xiàn)正循環(huán)鉆進(jìn)。
[0026]擠密鉆進(jìn)時(shí)，如圖10所示，更換擠密鉆頭體X，高壓空氣流向與反循環(huán)鉆進(jìn)相同，但不排出巖渣屑，實(shí)現(xiàn)擠密鉆進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭，其特征在于:是由反循環(huán)鉆頭體(I)、下接頭(II)、砧座(III)、逆止閥(IV)、回程彈簧(V)、復(fù)位彈簧(VI)、逆止閥O型密封圈(νπ)、下接頭O型密封圈(VDI)組成，鉆頭采用分體式結(jié)構(gòu)，砧座(III)下端裝配帶齒的中央堵頭(IX)，反循環(huán)鉆頭體(I)上端面均布有六條導(dǎo)氣槽(I)與45 °內(nèi)引射流道(2)貫通，反循環(huán)鉆頭體(I)內(nèi)部設(shè)有與砧座(III)連接的螺紋孔(3)，螺紋孔(3)底部有退刀槽(4)，45°內(nèi)引射流道(2 )在反循環(huán)鉆頭體(I)端面上鑲嵌有六個(gè)邊齒(5 )，以六個(gè)邊齒(5 )所在的圓周為基準(zhǔn)，在3/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)外分布齒(6)，在1/2的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)分布齒(7)，在1/4的圓周上均布鑲嵌有三個(gè)內(nèi)齒(8);內(nèi)齒(8)為錐齒，邊齒(5)、外分布齒(6)和內(nèi)分布齒(7)為圓柱齒，不同圓周上的相鄰齒成交錯(cuò)排布；下接頭(II)前端設(shè)有七個(gè)密封圈溝槽(21)，下接頭(II)中間內(nèi)部設(shè)有八個(gè)半圓形配氣通道(22)，下接頭(II)上端內(nèi)部設(shè)有與砧座(III)連接的第一花鍵(23)，第一花鍵(23)的齒數(shù)為八個(gè)，下接頭(II)上端外圓上設(shè)有與沖擊器連接的第一螺紋(24)，砧座(III)下端設(shè)有與反循環(huán)鉆頭體(I)相連接的第二螺紋(31)，砧座(III)中心通道下端設(shè)有第三螺紋(32)，砧座(III)上端設(shè)有與下接頭(II)連接的第二花鍵(33)，第二花鍵(33)的齒數(shù)為八個(gè)；逆止閥(IV)位于反循環(huán)鉆頭體(I)與下接頭(II)形成的空腔內(nèi)，逆止閥(IV)設(shè)有與下接頭(II)配合的斜面(41)，斜面(41)上加工有O型密封圈溝槽(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分體式內(nèi)噴射反循環(huán)旋沖鉆頭，其特征在于:所述的反循環(huán)鉆頭體(I)可更換為擠密鉆頭(X )。
【文檔編號】E21B10/60GK104329028SQ201410646547
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月16日
【發(fā)明者】高科, 岳文斌, 王紅偉, 王清巖, 耿長偉, 時(shí)元玲 申請人:吉林大學(xué)