[发明专利]一种双叶片磁性固定的脉冲射流钻头装置

说明书

本发明提供了一种双叶片磁性固定的脉冲射流钻头装置，包括双母套筒、导流螺旋桨、轴承支撑装置、支撑轴、钻头接头、上阀盘、下阀盘和钻头本体，所述导流螺旋桨包括相对设置的A叶片和B叶片，所述A叶片和B叶片均由磁性材料制成，所述A叶片和B叶片的磁性相斥，本发明利用地磁场作用以固定导流螺旋桨叶片，减小钻井液对导流螺旋桨叶片做功而消耗的机械能。避免了现有结构中由于螺旋桨旋转而消耗钻井液中的能量，并简化固定装置结构，因而降低了双母套筒的中心水道流场内由于导流螺旋桨旋转而消耗的机械能，在提高射流钻头瞬时打击力的同时，提高了钻井效率，降低装置成本。

技术领域

本发明涉及井下脉冲射流钻头装置，尤其是涉及一种双叶片磁性固定的脉冲射流钻头装置。

背景技术

目前，随着钻头质量和轴承寿命的提高，钻具的机械钻速和行程钻速得到了很大的提高；大量使用的喷射钻头，由于每个钻头均匀出流，喷射出来的冲击液流速低，能量少，钻井效率受到严重限制。脉冲射流钻头可以形成不连续的脉冲射流，从而克服了现有连续射流喷嘴能量小的缺点，提高了射流的瞬时打击力。

脉冲射流钻头作为一种新型钻头，克服了传统连续射流喷嘴能量小的缺点，提高了射流的瞬时打击能力。专利申请号为CN201621082736.9的中国实用新型专利，公开了一种等流量脉冲射流钻头装置、专利申请号为CN201510339097.3的中国发明新型专利，公开了一种井下脉冲射流钻头装，包括共轴线的双母套筒、钻头接头和钻头本体，这些专利均是通过螺旋桨驱动上阀盘旋转做功形成脉冲射流，然而脉冲射流钻头虽然提高了射流的瞬时打击能力，但是存在脉冲射流钻头的钻井效率降低的问题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种双叶片磁性固定的脉冲射流钻头装置，提高脉冲射流钻头的瞬时打击力和钻井效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种双叶片磁性固定的脉冲射流钻头装置，包括双母套筒、导流螺旋桨、轴承支撑装置、支撑轴、钻头接头、上阀盘、下阀盘和钻头本体，所述导流螺旋桨包括相对设置的A叶片和B叶片，所述A叶片和B叶片均由磁性材料制成，所述A叶片和B叶片的磁性相斥。

优选地，所述A叶片和B叶片的轮缘与双母套筒的内壁存在极小间隙。

优选地，所述导流螺旋桨通过锁紧螺母安装于支撑轴的上半部分。

优选地，所述A叶片为N极，所述B叶片为S极。

优选地，所述B叶片为N极，所述A叶片为S极。

优选地，所述双母套筒的下端与钻头接头的上端相旋接，所述钻头接头的下端与钻头本体的上端相旋接，所述钻头本体的下端设有刀翼，所述钻头本体的上端设有沿轴线向下延伸的圆柱形钻头水腔，所述圆柱形钻头水腔的底壁上设有多个钻头水眼，多个所述钻头水眼以圆柱形钻头水腔的轴线为中心均匀分布在同一圆周上，各钻头水眼分别向下延伸且分别与钻头本体下端面的喷孔相通。

优选地，所述支撑轴的下端穿过钻头接头伸入至圆柱形钻头水腔内，支撑轴末端安装有上阀盘，所述圆柱形钻头水腔的底壁上安装有下阀盘，下阀盘上设有水孔，所述上阀盘位于下阀盘的上方，所述上阀盘上设有至少一个圆孔或扇形环孔，圆孔或扇形环孔径向距离与下阀盘水孔的孔径相同且与下阀盘水孔位于同一圆周上。

本发明的有益效果：

本发明中双叶片导流螺旋桨的两个叶片均由磁性材料制成并且两个叶片的磁性相斥，利用地磁场作用以固定导流螺旋桨叶片，减小钻井液对导流螺旋桨叶片做功而消耗的机械能。避免了现有结构中由于螺旋桨旋转而消耗钻井液中的能量，并简化固定装置结构，因而降低了双母套筒的中心水道流场内由于导流螺旋桨旋转而消耗的机械能，在提高射流钻头瞬时打击力的同时，提高了钻井效率，降低装置成本。

附图说明