[实用新型]一种耐高温钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种耐高温钻头。

背景技术

钻头是钻井过程中直接与岩石接触，通过切削、研磨作用破碎岩石的工具。目前钻井工程中广泛应用机械能进行破岩，采用的钻头主要由牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头等。现场应用情况表明，牙轮钻头破岩效率低，单只钻头进尺少，容易发生掉牙轮卡钻等井下事故；PDC钻头磨损速度快，吃入困难；金刚石钻头也同样存在钻进速度慢、寿命较短的问题，这些都严重影响了油气勘探开发的速度。

 为了提高钻探效率，国内外石油工作者都在加紧研究高效破岩工具和方法，并提出了一些热能钻井破岩方法，包括激光钻井、热熔钻井、等离子体通道钻井、热力综合破岩等技术。这些技术均论证了高温能够有效地降低岩石强度，从而使钻井速度提高10-100倍。这些技术目前大多处于室内研究阶段，配套装置也不成熟，离现场推广应用还存在一定距离。

综上所述，常规机械破岩工具提高机械钻速效果不够显著、新型破岩技术的配套设备不能实现工业化应用，急需研发一种新型的钻头，能通过机械-热能综合破岩方法提高钻进速度、节省钻井成本，并对于加快油气资源勘探开发速度具有重大的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种能提高破岩效率且能有效降低钻井成本的耐高温钻头。

本实用新型所采用的技术方案为：一种耐高温钻头，其特征在于它包括接头、钻头本体、钻头切削齿、燃烧室，接头的下端与钻头本体连接，所述钻头切削齿设置在钻头本体的下端；在接头内设置中心管路，中心管路的下端设置燃烧枪，燃烧枪的下端设置火焰喷嘴；在钻头本体内部设置燃烧室，在钻头本体的下端设有高温气体喷嘴，燃烧室的两端分别连通火焰喷嘴和高温气体喷嘴；在接头内设有外环形管路，外环形管路与燃烧枪的空气入口相连通。

按上述技术方案，在钻头本体的外周设置第一冷却装置，所述钻头切削齿沿钻头本体的下端面周向间隔设置，在钻头切削齿的外周设置有第二冷却装置，所述第一、第二冷却装置与接头上的外环形管路相连通。

按上述技术方案，所述第一冷却装置包括第一多孔层，第一多孔层设置在钻头本体的外周面，并与钻头本体固连，在第一多孔层上设置有多个冷气流出孔，在第一多孔层和钻头本体外周面之间设置有第一冷气流通道，在钻头本体内设置有内环空管将第一冷气流通道与外环形管路相连通；所述第二冷却装置包括第二多孔层，第二多孔层设置在钻头切削齿的外周面，并与钻头切削齿固连上，在第二多孔层上设置有多个冷气流出孔，在第二多孔层和钻头切削齿之间设置有第二冷气流通道，在钻头本体内设置有内环空管将第二冷气流通道与外环形管路相连通。

按上述技术方案，在钻头本体的外周面和钻头切削齿的外周面均设置有高温隔热层。

按上述技术方案，所述高温气体喷嘴为环形，第二冷却装置与高温气体喷嘴外周面之间留有间隙。

按上述技术方案，在钻头本体内设置有与外环形管路相连通的空气预热回路，所述空气预热回路与燃烧枪的空气入口相连通。

按上述技术方案，所述内环空管与空气预热回路相连通。

按上述技术方案，所述燃烧室为中间宽，两端窄。

按上述技术方案，所述燃烧枪包括混气室，打火装置，打火装置设置在混气室内，混气室与外环形管路相连通。

按上述技术方案，在燃烧室的内壁设置有钨钢层。

本实用新型所取得的有益效果为：

1、本实用新型将常规火焰热能破岩方法和常规机械破岩方法相结合，且该钻头能在700℃以上高温环境中工作，能够实现高强度的钻头切削低强度的岩石，从而迅速破岩，提高破岩效率；

2、通过设置第一、第二冷却装置，在钻头本体的外周及钻头切削齿的外周均形成冷气膜，使钻头本体及钻头切削齿处于相对低温状态，保持钻头本体及钻头切削齿的强度，利用处于相对低温状态的钻头切削齿旋转切削破坏其正下方的高温低强度的岩石，进一步提高破岩效率；

3、本实用新型可用于超深钻井，由于目前钻探井深局限于12000米以内，在越深的地层，地层压力越大，地层岩石温度越高，岩石越易熔化，钻井越容易，钻进速度越高。

附图说明

图1 本实用新型提供的第一实施例的主剖视图；

图2为实施例一的第一冷却装置的结构示意图；

图3为图1的仰视图；

图4为实施例二的第一冷却装置的结构示意图。