專利名稱：一種用于石油鉆井的金剛石鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油鉆井裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于石油鉆井的金剛石鉆頭。
背景技術(shù)：
一般石油鉆井用的金剛石鉆頭由鉆頭體、切削結(jié)構(gòu)、保徑墊和水力結(jié)構(gòu)等組成，鉆 頭的水力結(jié)構(gòu)一般包括噴嘴和排屑槽。鉆頭在井底工作時(shí)，底層巖石在切削結(jié)構(gòu)的作用下 被破碎成巖屑，然后水力結(jié)構(gòu)利用鉆井液對(duì)井底以及切削齒進(jìn)行清洗和冷卻，并將巖屑帶 至環(huán)空。為了提高金剛石鉆頭的機(jī)械鉆速，通常會(huì)把鉆頭的排屑槽設(shè)計(jì)得盡量的寬和深以 期獲得更大的排屑空間，使鉆出的巖屑能盡快的從鉆頭工作部分排出到環(huán)空中。但是這樣 的設(shè)計(jì)往往存在水力設(shè)計(jì)上的矛盾之處，一方面更深更寬的排屑槽雖然增大了排屑空間， 但是常規(guī)設(shè)計(jì)的鉆頭噴嘴孔卻是內(nèi)陷于鉆頭排屑槽表面之下的，這樣排屑槽越深，噴嘴距 離井底就越遠(yuǎn)，鉆井液射流能量就越不能得到充分利用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種新型的金剛石鉆頭，它具有改進(jìn)了上述缺點(diǎn)的結(jié) 構(gòu)特征，在維持更大的排屑槽空間的前提下，同時(shí)可以使鉆頭更有效地利用鉆井液射流能量。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于石油鉆井的金剛石鉆 頭，其包括鉆頭體、鉆頭排屑槽、切削齒、噴嘴座和噴嘴，其特征在于鉆頭具有從鉆頭體上突 出并靠近井底的噴嘴座，所述噴嘴座為中空的孔結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座內(nèi)部具有固定噴嘴的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座安裝在鉆頭排屑槽中靠近井底的位置上，所述噴嘴安裝在該噴嘴座內(nèi)。其中，噴嘴座端面與鉆頭排屑槽本體表面的最大距離在5mm 150mm之間。其中，當(dāng)使用螺紋固定的噴嘴時(shí)，噴嘴座內(nèi)加工有用來(lái)固定噴嘴的噴嘴座內(nèi)螺紋， 所述內(nèi)螺紋與所述噴嘴的外螺紋相配合。其中，當(dāng)使用非螺紋固定的噴嘴時(shí)，噴嘴座內(nèi)部加工有用來(lái)放置軸向固定噴嘴的 元件的環(huán)形槽。其中，當(dāng)使用非螺紋固定的噴嘴時(shí)，所述噴嘴座內(nèi)部具有兩個(gè)環(huán)形槽，其中一個(gè)環(huán) 形槽用于放置密封元件，另一個(gè)靠近井底的環(huán)形槽用于放置具有彈性的金屬環(huán)，所述金屬 環(huán)用于將噴嘴端面擋住防止噴嘴從噴嘴座的孔內(nèi)脫落。其中，噴嘴座內(nèi)加工有用來(lái)放置密封元件的環(huán)形槽。其中，所述密封元件是橡膠密封圈。其中，所述鉆頭體上具有一個(gè)或多個(gè)噴嘴座。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)充分靠近井底的噴嘴座內(nèi)放置的噴嘴，可以使鉆 井液射流能量集中到井底鉆頭工作區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井底和切削齒更為有效地清洗冷卻。
圖1為實(shí)施本實(shí)用新型的立體示意圖。圖2為實(shí)施本實(shí)用新型所采用的噴嘴座內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施本實(shí)用新型所采用另一種非螺紋固定的噴嘴座結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖視圖。本實(shí)用新型的附圖編號(hào)為1-鉆頭體，2-排屑槽，3-切削齒，4-噴嘴座，5-噴嘴，6_噴嘴座的內(nèi)螺紋，7_放置 密封元件的環(huán)形槽，8-放置軸向固定噴嘴的元件的環(huán)形槽。本實(shí)用新型所涉及的新型金剛石鉆頭由上述各部件組成。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)方法。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的立體示意圖。該金剛石鉆頭，包括鉆頭體1、鉆 頭排屑槽2、切削齒3、噴嘴座4和噴嘴5，鉆頭1具有從鉆頭體上突出并靠近井底的噴嘴座 4，所述噴嘴座4為中空的孔結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座4內(nèi)部具有固定噴嘴5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述噴嘴 座4安裝在鉆頭排屑槽2中靠近井底的位置上，所述噴嘴5安裝在該噴嘴座4內(nèi)。在鉆頭 排屑槽2本體部分設(shè)計(jì)加工出突出其表面的圓柱形噴嘴座4，噴嘴座的材料可以是鋼材或 硬質(zhì)合金等，其壁厚為5 15mm以保證具有足夠的強(qiáng)度，噴嘴座端面與鉆頭排屑槽2本體 表面的最大距離L可根據(jù)鉆頭的直徑大小和排屑槽2的深度的需要來(lái)加以確定，一般來(lái)說(shuō) 可以在5 150mm范圍內(nèi)得到一個(gè)較為理想的值。然后再在噴嘴座4內(nèi)部加工出用來(lái)固定 噴嘴5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將噴嘴5安裝在噴嘴座4里面。圖2是本實(shí)用新型的一種噴嘴座結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖視圖。噴嘴座的內(nèi)螺紋6與所選用 的噴嘴的外螺紋相配合，同時(shí)在噴嘴座孔下部設(shè)計(jì)有放置密封元件的環(huán)形槽7，預(yù)先把相應(yīng) 尺寸的橡膠密封圈放入該槽內(nèi)，然后將噴嘴旋入噴嘴座孔內(nèi)并將密封圈壓緊。圖3為實(shí)施本實(shí)用新型所采用的另一種非螺紋固定的噴嘴座結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖視圖。 首先預(yù)先設(shè)計(jì)加工出放置密封元件的環(huán)形槽7和放置軸向固定噴嘴的元件的環(huán)形槽8，然 后預(yù)先把相應(yīng)尺寸的橡膠密封圈放入放置密封元件的環(huán)形槽7內(nèi)，再把非螺紋固定的噴嘴 放入噴嘴座孔內(nèi)并將密封圈壓緊，再將一種具有彈性的金屬環(huán)放入放置軸向固定噴嘴的元 件的環(huán)形槽8內(nèi)，利用金屬環(huán)將噴嘴端面擋住防止噴嘴從孔內(nèi)脫落。本實(shí)用新型已參照附圖敘述如上，應(yīng)當(dāng)理解到，除已經(jīng)本文說(shuō)明或建議的內(nèi)容外， 還可作其他的改進(jìn)，然而仍屬本實(shí)用新型的范圍與精神。
權(quán)利要求一種用于石油鉆井的金剛石鉆頭，包括鉆頭體、鉆頭排屑槽、切削齒、噴嘴座和噴嘴，其特征在于鉆頭具有從鉆頭體上突出并靠近井底的噴嘴座，所述噴嘴座為中空的孔結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座內(nèi)部具有固定噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座安裝在鉆頭排屑槽中靠近井底的位置上，所述噴嘴安裝在該噴嘴座內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述之鉆頭，其特征在于所述噴嘴座端面與鉆頭排屑槽本體表面的最 大距離在5mm 150mm之間。
3.如權(quán)利要求1-2任一所述之鉆頭，其特征在于當(dāng)使用螺紋固定的噴嘴時(shí)，噴嘴座內(nèi) 加工有用來(lái)固定噴嘴的噴嘴座內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與所述噴嘴的外螺紋相配合。
4.如權(quán)利要求1-2任一所述之鉆頭，其特征在于當(dāng)使用非螺紋固定的噴嘴時(shí)，噴嘴座 內(nèi)部加工有用來(lái)放置軸向固定噴嘴的元件的環(huán)形槽。
5.如權(quán)利要求4所述之鉆頭，其特征在于當(dāng)使用非螺紋固定的噴嘴時(shí)，所述噴嘴座內(nèi) 部具有兩個(gè)環(huán)形槽，其中一個(gè)環(huán)形槽用于放置密封元件，另一個(gè)靠近井底的環(huán)形槽用于放 置具有彈性的金屬環(huán)，所述金屬環(huán)用于將噴嘴端面擋住防止噴嘴從噴嘴座的孔內(nèi)脫落。
6.如權(quán)利要求4所述之鉆頭，其特征在于噴嘴座內(nèi)加工有用來(lái)放置密封元件的環(huán)形槽。
7.如權(quán)利要求6所述之鉆頭，其特征在于所述密封元件是橡膠密封圈。
8.如權(quán)利要求7所述之鉆頭，其特征在于所述鉆頭體上具有一個(gè)或多個(gè)噴嘴座。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于石油鉆井的金剛石鉆頭，包括鉆頭體、鉆頭排屑槽、切削齒、噴嘴座和噴嘴，鉆頭具有從鉆頭體上突出并靠近井底的噴嘴座，所述噴嘴座為中空的孔結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座內(nèi)部具有固定噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述噴嘴座安裝在鉆頭排屑槽中靠近井底的位置上，所述噴嘴安裝在該噴嘴座內(nèi)。這種鉆頭的水力結(jié)構(gòu)由噴嘴座、噴嘴、排屑槽等組成。噴嘴座距離井底較近，將噴嘴安裝在噴嘴座內(nèi)可以使從噴嘴噴射出的鉆井液射流能量更為集中到井底區(qū)域，從而取得更好的對(duì)井底進(jìn)行清洗以及對(duì)切削齒的清洗冷卻效果。
文檔編號(hào)E21B10/46GK201763253SQ201020224250
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者張建平 申請(qǐng)人:武漢億斯達(dá)工具有限公司