本发明涉及油气开发，特别地，有关于一种利用喷嘴优化钻头的方法、喷嘴及钻头。
背景技术：
1、随着油气田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造也越来越复杂，相应的钻探难度越来越大，为了节约钻井综合成本，对钻头的质量提出了更高的要求。钻头上的切削结构进行切削时会产生切削横向合力，造成钻头无法稳定钻进，影响钻头的使用寿命。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种利用喷嘴优化钻头的方法、喷嘴及钻头，以解决目前钻头因切削横向合力而无法稳定钻进的技术问题。
2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
3、本发明提供一种利用喷嘴优化钻头的方法，包括以下步骤：确定钻头的切削横向合力的矢量值；根据所述切削横向合力的矢量值，调整所述钻头上喷嘴的射流合力的方向及大小，使所述射流合力具有横向分力，且所述钻头的横向合力小于所述切削横向合力的大小；其中，所述钻头的横向合力为所述切削横向合力与所述射流合力的横向分力合成的合力。
4、本发明的实施方式中，所述调整所述钻头上喷嘴的射流合力的方向及大小，包括以下步骤：调整喷嘴的孔径和/或数量；和/或调整所述喷嘴的喷射方向；直至所述钻头的横向合力达到最小值。
5、本发明的实施方式中，所述调整所述喷嘴的喷射方向，包括以下步骤：调整所述喷嘴的喷射孔的轴线与钻头上水眼孔的轴线之间的夹角而调整所述喷嘴的喷射方向；和/或调整所述喷嘴的安装方向而调整所述喷嘴的喷射方向。
6、本发明的实施方式中，所述调整所述喷嘴的喷射角度之前，还包括：根据所述钻头上相邻两刀翼之间排屑槽的位置，确定所述喷射方向的预设调整范围，而使所述喷射方向朝向所述排屑槽设置。
7、本发明的实施方式中，所述调整所述喷嘴的孔径和/或数量之前，还包括：根据所述钻头上水眼孔的孔径，确定所述喷嘴的孔径的预设调整范围；和/或根据所述钻头上水眼孔的数量，确定所述喷嘴的数量的预设调整范围。
8、本发明还提供一种喷嘴，包括喷嘴本体及喷嘴套，所述喷嘴套套设于所述喷嘴本体上，所述喷嘴本体通过所述喷嘴套安装于钻头上的水眼孔上，所述喷嘴本体的喷射端设有喷射孔，且所述喷射孔的轴线与所述水眼孔的轴线之间具有夹角。
9、本发明的实施方式中，所述夹角的角度大于0度且不超过90度。
10、本发明的实施方式中，所述喷射孔的孔壁面为根据所述夹角设置的弯曲曲面。
11、本发明的实施方式中，所述喷射端设有与所述喷射孔的喷射口连通的导流切口槽，所述喷射方向朝向所述导流切口槽设置。
12、本发明的实施方式中，所述导流切口槽相对于所述喷射方向对称设置，所述导流切口槽的槽底面为半环形。
13、本发明的实施方式中，所述喷嘴本体具有调节状态和固定状态；其中，所述调节状态下，所述喷嘴本体能在所述喷嘴套内转动而调整所述喷嘴本体在所述钻头上的安装方向；所述固定状态下，所述喷嘴套能将所述喷嘴本体压紧固定。
14、本发明的实施方式中，所述喷嘴本体的外侧面上设有一外台阶面，所述喷嘴套与所述外台阶面抵接而将所述喷嘴本体压紧固定。
15、本发明的实施方式中，所述喷嘴套的外侧面设有与所述水眼孔的内螺纹配合连接的外螺纹。
16、本发明还提供一种钻头，包括上述喷嘴。
17、本发明的特点及优点是：
18、本发明的利用喷嘴优化钻头的方法，通过根据切削横向合力的矢量值对钻头上喷嘴水力喷射的动能形成的射流合力的方向及大小进行调整，使射流合力具有横向分力并且该横向分力与切削横向合力合成的钻头新的横向合力小于钻头原本的横向合力(即切削横向合力)，从而利用该射流合力的横向分力来优化钻头的切削横向力，降低了钻头的横向合力，减少钻头涡动，实现钻头稳定钻进，进而提升钻头的寿命，并且与现有技术相比较，本发明实现了水力能量的充分利用，更有助于提高钻头的冷却效率，带动岩屑运动，减少重复破碎。
19、本发明的喷嘴及钻头，改变常规钻头上喷嘴的喷射孔与水眼孔同轴设置而垂直向下喷射，通过将喷射孔的轴线与水眼孔的轴线呈一定夹角地设置，既能利用射流辅助钻头进行破岩，同时又能使喷射孔喷出的射流产生横向分力，从而能利用该横向分力至少抵消钻头的一部分切削横向合力，从而减少钻头涡动，实现钻头稳定钻进，进而提升钻头的寿命，并且提高了喷射流体的能量利用率，加速岩屑的运移效率，减少井底岩屑的堆积，提升钻井效率。
1.一种利用喷嘴优化钻头的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用喷嘴优化钻头的方法，其特征在于，所述调整所述钻头上喷嘴的射流合力的方向及大小，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的利用喷嘴优化钻头的方法，其特征在于，所述调整所述喷嘴的喷射方向，包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的利用喷嘴优化钻头的方法，其特征在于，所述调整所述喷嘴的喷射角度之前，还包括：根据所述钻头上相邻两刀翼之间排屑槽的位置，确定所述喷射方向的预设调整范围，而使所述喷射方向朝向所述排屑槽设置。
5.根据权利要求2所述的利用喷嘴优化钻头的方法，其特征在于，所述调整所述喷嘴的孔径和/或数量之前，还包括：
6.一种喷嘴，其特征在于，包括喷嘴本体及喷嘴套，所述喷嘴套套设于所述喷嘴本体上，所述喷嘴本体通过所述喷嘴套安装于钻头上的水眼孔上，所述喷嘴本体的喷射端设有喷射孔，且所述喷射孔的轴线与所述水眼孔的轴线之间具有夹角。
7.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的喷嘴，其特征在于，
11.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的喷嘴，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的喷嘴，其特征在于，
14.一种钻头，其特征在于，包括权利要求6～13中任一项所述的喷嘴。