[其他]一种用于牙轮钻头的新型加长喷管

说明书

本实用新型属于牙轮钻头加长喷管的改进。

现有的各种牙轮钻头的喷嘴均按装在钻头的牙爪上，喷嘴出口距井底较远，一般在110－140毫米之间。这样，洗井液射流在冲到井底岩石之前要经过较长的路程，它的水力能量有较大的衰减，不利于提高钻井速度。

如果以某种方法将喷嘴从钻头牙爪上引伸出来，使它尽量接近井底，则可以缩短洗井液射流到达井底的路程，减少洗井液射流的水力能量损失，使井底岩石接受较大的能量，从而较好地发挥洗井液射流清洗井底岩石或破碎井底岩石的作用。

据计算，当喷嘴出口由距井底140毫米减少到距井底40毫米时，井底岩石实际得到的水力功率可提高50％，这样，则可以提高钻进速度。

根据现有资料来看，美国休斯工具公司及史密斯工具公司在牙轮钻头上曾使用过普通的加长喷嘴，使钻进速度得到较大提高，但是喷管的寿命不长，并且不能应用于较小直径（如直径为216mm）的牙轮钻头。

本实用新型的目的就是针对上述牙轮钻头加长喷管使用寿命短的缺点，在牙轮钻头上设计出一种新型加长喷管，使其寿命接近或达到目前国产牙轮钻头的使用寿命。

本实用新型的特征是在加长喷管的内壁上焊有硬质材料的保护层，并在上端装有起引导流体作用的导流头，以减少流体对喷管衬套的冲蚀。

本实用新型是按如下方式完成的。

带硬质合金衬套的加长喷管是由导流头（1），加长喷管（2），衬套（3），喷嘴（4），底盖（5）组成，装在牙轮钻头（6）上。

用机械加工的方法将合金钢材加工成具有特殊截面形状的管子，其内孔加工成两段直径不同，呈一定角度相交的直孔，内孔进行精确加工，顶端内孔中装入具有精确尺寸的衬套，底部内孔装入喷嘴，衬套及喷嘴用焊接或粘接的方法在内孔中固定。

喷嘴下端焊上一只底盖，在底盖外侧及喷管外侧表面焊上一层硬质合金材料保护层，以防止在钻井过程中岩屑对喷管的冲刷。

将原牙轮钻头水眼孔中的水眼取出，在该孔中先装入一只导流头，导流头内孔呈喇叭装，起引到洗井液进入喷管的作用，并可保护喷管顶部不被冲蚀。再将喷管装衬套的一端插入该孔中，将喷管与牙轮钻头焊牢。并在牙轮钻头的垂直截面范围内伸向井底。

衬套，喷管及导流头是用含钨类的硬质合金或陶瓷制成。

该喷管可以用于直径216mm及更大直径的两牙轮或三牙轮钻头，可以根据需要，在钻头上焊上一只，两只或三只喷管，视其需要而定。

由于喷管端部有导流头引导洗井液，喷管内衬有硬质材料，外部及底部有硬质材料保护层，故有较长的使用寿命。

现场实验结果表明：目前使用的渗硼0.3mm厚的喷管使用寿命仅约20小时。而采用本实用新型的带有衬套的加长喷管，其使用寿命可达71小时。而且喷管本身无损坏，只是喷管的钢制基体磨损至无法使用。此效果已达到国产牙轮钻头使用寿命的高限。由于采用了加长喷管，从而可使钻速提高40－50％。