阅读说明：本技术 一种高效抽吸引流式反循环pdc钻头 (High-efficient suction drainage type reverse circulation PDC drill bit ) 是由 邓嵘 黄安龙 张家彧 刘建平 刘瑜 何清 江炫君 陈科 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头,它主要包括：接头、钻头体、切削刀翼。所述切削刀翼的冠部均设有PDC切削齿、背面均设有耐磨保径齿并固定安装在钻头体上,所述钻头体与接头的中心轴线上均设有同轴的中心通道,其中钻头体内的中心通道分三段呈阶梯状且直径从下到上递减,所述钻头体内设有扩压槽且与中心通道间有两条倾斜的引流通道,其引流通道与中心通道交汇处上侧壁面分别设有圆弧段,所述接头内远离中心轴线处设有入流通道并与扩压槽相连且在同一轴线上。本发明的一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头,可以作为反循环钻井时使用,对泥浆和岩屑的吸入能力强,清理岩屑的能力强,钻进效率高。(The invention relates to a high-efficiency suction drainage type reverse circulation PDC drill bit, which mainly comprises: a joint, a bit body, and a cutting blade. The crown of cutting blade all is equipped with PDC cutting tooth, the back all is equipped with wear-resisting gauge protection tooth and fixed mounting on the drill bit body, all be equipped with coaxial central channel on the central axis of drill bit body and joint, wherein the central channel in the drill bit body divides the three-section to be echelonment and diameter from the bottom up degressive, be equipped with in the drill bit body and have two drainage passageways of slope with central channel within a definite time, its drainage passageway is equipped with the circular arc section respectively with central channel junction upside wall, keep away from central axis department in the joint and be equipped with the inflow passageway and link to each other and on same axis with the diffusion groove. The efficient suction drainage type reverse circulation PDC drill bit can be used for reverse circulation drilling, and is high in suction capacity of mud and rock debris, strong in rock debris cleaning capacity and high in drilling efficiency.)

一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻探工程、地质钻探领域，尤其涉及一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头。

背景技术

目前的钻井方式主要分为正循环钻井和反循环钻井，钻井过程中需要用到钻杆，钻杆的一端连接有钻头，在正循环钻井过程中，泥浆是由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆的内腔中，由钻杆的内腔输送至钻头，通过钻头的水眼不断地输送到钻井里，然后从井壁与钻杆之间的环空间隙排出，同时钻井过程中产生的岩屑随着泥浆排出至地面；而反循环钻井的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆是由泥浆泵从钻杆与井壁之间的环空间隙里输送，再用压缩空气或泥浆泵，通过钻头的水眼将泥浆和岩屑吸入到钻杆的内腔中，再从钻杆的内腔抽出至地面。

正循环钻井的钻头对水眼与刀翼的相对位置要求非常严格，一般的设计是每个刀翼对应一个水眼，这就造成正循环钻井的钻头在有限的钻头端面上的水眼的有限直径较小，对泥浆和岩屑的吸入能力较差，清理岩屑的能力较差。

研究表明，在反循环钻井时没有专门用于反循环钻井的钻头，在反循环钻井时只能用正循环钻井的钻头进行钻井，然而在反循环钻井过程中由于泥浆以及钻井过程中产生的岩屑是一起通过钻头上的水眼吸入到钻杆中的，由于该钻头上的水眼直径较小，在反循环钻井中泥浆和岩屑容易堵住水眼，且钻杆对泥浆和岩屑的吸入能力差，导致部分泥浆和岩屑会堆积在水眼口周围，影响钻井效率。因此设计一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头，能够有效解决上述问题。

发明内容

为避免以上问题本发明提出了一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头：不仅可以改变液体的流动方向，并且在其内部能够形成较大的负压区，可对外界液体产生较强的抽吸作用，可以有效地将泥浆和岩屑吸入到钻杆内，增强清理岩屑的能力，提升钻井效率。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头，由接头、钻头体、切削刀翼组成。所述切削刀翼的冠部均设有PDC切削齿、背面均设有耐磨保径齿并固定安装在钻头体上，所述钻头体与接头的中心轴线上均设有同轴的中心通道，其中钻头体内的中心通道分三段呈阶梯状且直径从下到上递减，其中最上面的一段与接头内的中心通道直径相同，所述钻头体内设有扩压槽且与中心通道间有两条倾斜的引流通道，其引流通道与中心通道交汇处上侧壁面分别设有圆弧段，所述钻头体内的最下段的中心通道与钻头体端面交汇处有一圈圆弧段，所述接头内远离中心轴线处设有入流通道并与扩压槽相连且在同一轴线上。

进一步的技术方案是，所述钻头体内的扩压槽的底部有一段向上凹的圆弧倒角。

进一步的技术方案是，所述切削刀翼的个数为六个，6个切削刀翼均布在钻头体的冠部外围。

进一步的技术方案是，所述的入流通道有两种实施方式。第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个入流通道。

进一步的技术方案是，所述的扩压槽有两种实施方式，分别与入流通道的实施方式相对应。第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个扩压槽。

进一步的技术方案是，所述的上引流通道有两种实施方式，分别与入流通道、扩压槽的实施方式相对应。第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个上引流通道。

进一步的技术方案是，所述的下引流通道有两种实施方式，分别与入流通道、扩压槽、上引流通道的实施方式相对应。第一种：绕中心轴线分布一圈。

第二种：6个下引流通道。

本发明具有以下优点：

本发明的一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头可以作为反循环钻井时使用，对泥浆和岩屑的吸入能力强，清理岩屑的能力强，钻进效率高。

附图说明

图1是本发明的纵剖结构示意图；

图中所示：1-接头、2-入流通道、3-中心通道上段、4-中心通道中段、5-上引流通道、6-钻头体、7-扩压槽、8-下引流通道、9-中心通道下段、10-PDC切削齿、11耐磨保径齿、12-刀翼、1201-第一刀翼、1202-第二刀翼、13-中心通道。

图2是本发明的底部结构示意图；

图3是本发明的A方向的横向剖视图；

图中所示：A方向有两种实施方式。第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个入流通道。

图4是本发明的B方向的横向剖视图；

图中所示：B方向有两种实施方式与A方向的两种实施方式相对应。第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个扩压槽和6个上引流通道。

图5是本发明的C方向的横向剖视图。

图中所示：C方向有两种实施方式与A、B方向的两种实施方式相对应。

第一种：绕中心轴线分布一圈。第二种：6个扩压槽和6个下引流通道。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种高效抽吸引流式反循环PDC钻头，包括1-接头、2-入流通道、3-中心通道上段、4-中心通道中段、5-上引流通道、6-钻头体、7-扩压槽、8-下引流通道、9-中心通道下段、10-PDC切削齿、11耐磨保径齿、12-刀翼、13-中心通道，所述12-刀翼的冠部均设有10-PDC切削齿、背面均设有11-耐磨保径齿并固定安装在6-钻头体上，所述6-钻头体与1-接头的中心轴线上均设有同轴的13-中心通道，其中6-钻头体内的中心通道分为3-中心通道上段、4-中心通道中段、9-中心通道下段三段呈阶梯状且直径从下到上递减，其中3-中心通道上段与1-接头内的13-中心通道直径相同，所述6-钻头体内设有7-扩压槽且分别与3-中心通道上段、4-中心通道中段之间有倾斜的5-上引流通道和8-下引流通道，且5-上引流通道与3-中心通道上段交汇处上侧壁面设有圆弧段、8-下引流通道与4-中心通道中段交汇处上侧壁面设有圆弧段，所述6-钻头体内的9-中心通道下段与6-钻头体端面交汇处有一圈圆弧段，所述6-钻头体与1-接头相连，所述1-接头内远离中心轴线处设有2-入流通道并与7-扩压槽相连且在同一轴线上，所述6钻头体内的7-扩压槽的底部有一段向上凹的圆弧倒角。

如图2所示，所述12-刀翼的个数为六个，由3个1201-第一刀翼和3个1202-第二刀翼交叉均布在6-钻头体的冠部外围。

如图3所示，A方向有两种实施方式。第一种：2-入流通道绕中心轴线分布一圈。第二种：6个2-入流通道。

如图4所示，B方向有两种实施方式与A方向的两种实施方式相对应。第一种：7-扩压槽和5-上引流通道绕中心轴线分布一圈。第二种：6个7-扩压槽和6个5-上引流通道。

如图5所示，C方向有两种实施方式与A、B方向的两种实施方式相对应。第一种：7-扩压槽和8-下引流通道绕中心轴线分布一圈。第二种：6个7-扩压槽和6个8-下引流通道。

如图3-5所示，A、B、C方向所对应的第二种实施方式，2-入流通道、7-扩压槽、5-上引流通道和8-下引流通道均在12-刀翼与刀翼之间的径向平面内。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。