[发明专利]双壁钻杆反循环钻井用钻头

说明书

本发明属于钻井设备领域，尤其涉及一种双壁钻杆反循环钻井用钻头，包括钻头本体，钻头本体包括钢芯和碳化钨烧结层，钢芯的外侧均设置有环形槽，所述的碳化钨烧结层烧结在钢芯的周围和钻进面上并填充在环形槽内，碳化钨烧结层的端部设置有刀翼。本发明既保证了钻头的强度，又降低了钻头的制造成本，具体为：采用钢芯外附碳化钨烧结层的结构，从结构上保证了钻头的强度；摒弃了一体化结构，转而采用分体钢芯焊接后烧结碳化硅的加工方式，有效降低了加工成本。

技术领域

本发明属于钻井设备技术领域，尤其涉及一种双壁钻杆反循环钻井用钻头。

背景技术

双壁钻杆反循环钻井(Reel Well钻井)技术是一项新的钻井技术，它以双壁钻杆为基础，钻井液从双壁钻杆环空泵入井内并清洗井底，从内部钻杆中携带岩屑返回地面，从而实现钻井液闭环循环。双壁钻杆反循环钻井技术最初是为了解决连续管钻井中井眼清洗问题而提出来的。双壁钻杆反循环钻井技术自2004年创建以来，主要由挪威国家石油公司、挪威科学研究委员会进行理论研究、配套设备的研发与测试。2005年开始对双壁钻杆反循环钻井技术展开可行性分析与调研；2006年完成了关键配套设备的研发与测试，同年Shell公司也加入对该技术的研究；2007年对全尺寸的模型在“Ullrigg”钻机上进行了考证；2008年实际设备在“Ullrigg”钻机上进行了试验；2009年在陆上与海上进行了试验井的钻探试验并取得成功；2013年OTC会议上推出了双壁钻杆反循环无隔水管钻井方法。双壁钻杆反循环钻井技术在控制压力钻井、大位移钻井、深水钻井以及有压力挑战性的地层钻进方面具有极大的优势。

使用双臂钻杆钻井时必须使用专用的钻头，现有的此类钻头大多为由内外管体组成的分体式结构，这种结构具有加工工艺难度小、制造成本低的优点，但结构强度差的缺点也比较突出。现有技术中还有一种钢体钻头，这种钻头采用一体式结构，具有很优异的结构强度，但这种钻头的制造成本高，增加了施工成本。另外，这种钻头只能依靠钻井液的单路循环排屑，井底压差大，排屑能力较差。

发明内容

本发明提供一种双壁钻杆反循环钻井用钻头，以解决上述背景技术中提出的现有此类钻头制造成本和结构强度不能兼得以及排屑能力差的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供一种双壁钻杆反循环钻井用钻头，包括钻头本体，钻头本体包括钢芯和碳化钨烧结层，钢芯的外侧均设置有环形槽，所述的碳化钨烧结层烧结在钢芯的周围和钻进面上并填充在环形槽内，碳化钨烧结层的端部设置有刀翼。

所述的钢芯由钢芯主体和钢芯端盖两部分焊接而成，钢芯主体上远离钢芯端盖的一端设置有用于连接双壁钻杆的螺纹，钢芯的中心设置有排屑流道，排屑流道的周围设置有注液流道，注液流道位于钢芯端盖上的一端通过螺纹安装有可拆卸喷嘴，钢芯主体与钢芯端盖的接合处各设置有环形凸起和环形凹槽，环形凸起和环形凹槽配合构成反向流道，反向流道连通注液流道和排屑流道。

所述的钢芯的材质为35CrMo。

所述的注液流道至少有三组。

与现有技术相比，本发明具有以下良好效果：

1、本发明既保证了钻头的强度，又降低了钻头的制造成本，具体为：采用钢芯外附碳化钨烧结层的结构，从结构上保证了钻头的强度；摒弃了一体化结构，转而采用分体钢芯焊接后烧结碳化硅的加工方式，有效降低了加工成本。

2、本发明设置的反向流道，可以将注入井内的的钻井液向排屑流道内分流，并使液流方向与排屑方向一致，这种方式有效减小了井底压差，提高了排屑效率，进而提高机械钻速。

3、钢芯外侧的环形槽可以防止碳化硅烧结层脱层。

4、可拆卸喷嘴的设置，可便于钻井时对注液量的调整。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；