一种具有负压吸入功能的钻头的制作方法

本实用新型属于破岩工具技术领域，涉及一种具有负压吸入功能的钻头。

背景技术：

在钻井工艺中，按照钻井液的循环方式划分为正循环和反循环，正循环是钻井液经过钻杆内腔输送到从钻头的中心流道，由钻头水眼喷出，高压冲洗井底，钻井液携带破碎后的岩屑，然后通过排屑槽从环空返出地面；反循环是钻井液从环空通过钻头的排屑槽时，携带岩屑，被钻头水眼吸入到钻头内腔，再由钻杆中心孔将岩屑带出地面，与之相对应的钻头分别称为正循环钻头和反循环钻头。常规钻井钻井液为正循环，当超深井钻进中遇到围压很高且塑性强的岩层时，岩石难以破碎，高压喷射的钻井液会增大井底岩石的塑性，还会在岩石破碎面上产生正压力，从而沿破碎面形成摩擦阻力，阻止已与母体脱离的岩屑离开母体。这样，岩屑被液柱压力压在破碎坑内出不来，且破碎的岩屑在井底受高压钻井液压持后不断重复破碎，不能及时被携带走，造成钻头打滑或钻进无进尺，导致钻头破岩的机械钻速低，影响钻井提速的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有负压吸入功能的钻头，解决了现有的钻头破岩时岩屑在井底被重复破碎，不能及时排出井底，影响钻头机械钻速的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有负压吸入功能的钻头，包括钻头体，钻头体上设有多个刀翼，钻头体内部的轴心线方向设有中心流道，中心流道连通分支流道，分支流道连通排出流道，所述排出流道的一端连接排出口；多个刀翼之间围成排屑槽，排屑槽上设有水眼，水眼连接吸入流道，排出流道上设有吸入口，吸入口连通吸入流道和排出流道。

本实用新型的特点还包括，

吸入流道在钻头体的内部，排出流道分布在刀翼的内部。

排出口位于刀翼底端。

可适用于复合钻头(牙轮-pdc复合钻头)、pdc钻头、孕镶钻头、天然金刚石钻头。

本实用新型的有益效果是，一种具有负压吸入功能的钻头，适用于岩石围压高、岩屑重复破碎严重的钻井作业，能够在钻头冠部和井底之间产生压差，改善井底流场，充分发挥漫流的作用，可减小岩屑压持效应，避免岩屑的重复破碎，从而提高钻头钻井破岩效率，提高钻速。本实用新型的结构简单、操作方便和安全，生产成本和使用成本低廉，便于推广使用，达到钻进破岩提速的效果。

附图说明

图1是本实用新型一种具有负压吸入功能的钻头的结构剖面图；

图2是本实用新型一种具有负压吸入功能的钻头的结构示意图；

图3是本实用新型一种具有负压吸入功能的钻头的俯视主循环示意图；

图4是本实用新型一种具有负压吸入功能的钻头的负压吸入循环示意图。

图中，1.钻头体，2.刀翼，3.排屑槽，4.水眼，5.中心流道，6.分支流道，7.吸入口，8.排出流道，9.吸入流道，10.排出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的一种具有负压吸入功能的钻头，如图1所示，包括钻头体1，钻头体1上设有多个刀翼2，钻头体1内部的轴心线上设有中心流道5，中心流道5连通分支流道6，分支流道6连通排出流道8，排出流道8的一端连接排出口10，排出口10将钻井液高压排出，钻井液分散射出，提高钻井液的射流效果，排出口10位于刀翼2底端，是排出流道8与环空的连接处，从而形成钻井液的主循环流道。

如图2所示，在钻头体1上的多个刀翼2之间形成排屑槽3，排屑槽3上设有水眼4，水眼4连接吸入流道9，吸入流道9在钻头体1的内部，排出流道8分布在刀翼2的内部，刀翼2能够保径作用外，还能在钻头体1上把排出流道8和排屑槽3完全分开，排出流道8上设有吸入口7，吸入口7连通吸入流道9和排出流道8。

如图3所示，钻头的主循环结构，钻井液进入钻头体1的中心流道5，经过分支流道6作为高速流道分流，钻井液高速通过吸入口7，并同时在吸入流道9内产生负压，钻井液流进排出流道8经过排出口10排出，最后进入环空向上返回地面。

如图4所示，钻头的负压吸入循环结构，排屑槽3里的岩屑及部分钻井液，在负压作用下被排屑槽3上的水眼4吸入，进入到吸入流道9，经过吸入口7后，再与排出流道8的钻井液混合一起从排出口10排出。

本实用新型的一种具有负压吸入功能的钻头，在保证钻头体1对井底岩石破碎刚度和强度的要求下，可适用于复合钻头(牙轮-pdc复合钻头)、pdc钻头、孕镶钻头、天然金刚石钻头。

本实用新型一种具有负压吸入功能的钻头的工作过程是：在常规钻头结构上增设主流道和吸入流道，形成主循环和负压吸入循环；主循环的工作过程是由钻杆传递给钻头扭矩和钻压作用下，钻头体1通过刀翼2破碎钻进的过程中，钻头破碎井底的岩石，产生破碎岩屑。钻井液经过钻杆内腔输送到钻头体1的中心流道5，采用分流方式进入分支流道6，高速经过吸入口7时带上混有破碎岩屑的少量钻井液，进入排出流道8，经排出口10排出，喷射在钻头体1的周围，破碎后的岩屑随钻井液通过井筒环空返回地面。

钻头体1的刀翼2破岩钻进的同时，排出口10高速喷射出的钻井液在井底形成负压，钻头尾部环空中的少量钻井液进入排屑槽3，与排屑槽3里的破碎岩屑混合在一起，在负压作用下被排屑槽3上的水眼4吸入，进入吸入流道9，经吸入口7后，与主循环的排出流道8内的钻井液混合一起流出，使得破碎岩屑及时排出并被钻井液携带走，进入环空向上返回地面，这是负压吸入循环。负压吸入功能易于钻头破碎的岩石碎屑及时运移，避免坚硬的岩屑颗粒在井底被重复破碎，不能及时排出井底，导致钻头体及刀翼磨损严重的问题，增强了钻头的排屑能力提高钻头的破岩效率，延长了钻头的使用寿命，起到了钻井提速提效的作用。