專利名稱：星形噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于鉆探鉆頭的星形噴嘴，屬于地層鉆探工具元件。
背景技術(shù)：
高壓射流輔助鉆井技術(shù)可以大幅度提高鉆井速度，目前所使用的石油鉆井用普通噴嘴，都是圓形噴嘴，這些噴嘴雖然在一定程度上提高了鉆井速度，但由于其壓力分布，壓力衰減，作用面積等因素的限制，很難進(jìn)一步大幅度提高鉆井速度。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究人員研制了許多新型噴嘴，主要有:①自振脈沖射流噴嘴，這種噴嘴能大幅度提高鉆井速度，但是它產(chǎn)生很強(qiáng)的壓力波動(dòng)，進(jìn)而使鉆頭產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，影響鉆頭使用壽命，強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)對(duì)泥漿泵的壽命影響也很大，所以這種噴嘴的應(yīng)用受限。②空化脈沖射流噴嘴，這種噴嘴實(shí)現(xiàn)了空化射流鉆井，增強(qiáng)了鉆頭的破巖能力，但是與脈沖射流相似，也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的壓力波動(dòng)，再加上空化效應(yīng)的影響，其壽命很難保證，特別是不能應(yīng)用于金剛石鉆頭。③雙射流噴嘴，這種噴嘴在普通噴嘴的內(nèi)部增加了一個(gè)芯子，流出噴嘴的射流呈現(xiàn)出兩種狀態(tài)，目前大多是外部是旋轉(zhuǎn)射流，中心是普通射流，這兩種射流形成組合射流，能大幅度提高射流破巖鉆孔效率，但是由于材料和加工等問(wèn)題，其使用壽命短，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，所以很難大范圍應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種可以克服上述缺陷的星形噴嘴，用于地層鉆探鉆頭。本實(shí)用新型提供的星形噴嘴，包括噴嘴，噴嘴的入口處和內(nèi)流道為圓形流道，其特征是，噴嘴出口端的流道為星形流道，星形流道的截面為多角星形。星形流道的長(zhǎng)度為多角星形當(dāng)量直徑的0.3-5倍，圓形流道的長(zhǎng)度為多角星形當(dāng)量直徑的0.5-18倍，出口端的多角星形當(dāng)量直徑為入口處直徑的0.1-0.6倍，多角星形的當(dāng)量直徑為l_12mm。所述的星形流道的截面為正五角星形,正五角星形的當(dāng)量直徑為7.8mm,是入口處直徑的0.27倍。所述的星形流道的截面為正四角星形,正四角星形的當(dāng)量直徑為7.8mm,是入口處直徑的0.27倍。圓形流道與星形流道之間的過(guò)渡段采用圓球過(guò)渡或拋物線過(guò)渡或直線過(guò)渡或樣條曲線過(guò)渡。通過(guò)合理的曲線設(shè)置提高射流時(shí)的流暢性，減小阻力。本實(shí)用新型所提供的星形噴嘴，結(jié)構(gòu)合理，使用有效，通過(guò)合理的參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)置使得星形噴嘴在較低的工作壓力下，仍可達(dá)到與圓形噴嘴相同的霧化程度，從而降低了系統(tǒng)的圧耗，因而與普通噴嘴相比，星形噴嘴射流可以大幅度提高射流在井底的工作效率，提高鉆頭工作進(jìn)尺、鉆井速度和使用壽命。
圖1是依據(jù)本實(shí)用新型所提供的正五角星形噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是依據(jù)本實(shí)用新型所提供的正五角星形噴嘴出口端的平面示意圖；圖3是依據(jù)本實(shí)用新型所提供的正四角星形噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是依據(jù)本實(shí)用新型所提供的正四角星形噴嘴出口端的平面示意圖；圖中:1、圓形流道；2、星形流道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述:實(shí)施例1:如圖1所示，星形噴嘴的流道由兩部分組成，入口處的圓形流道I和出口端的星形流道2。星形流道2的截面為正五角星形，圓形流道I的長(zhǎng)度為正五角星形當(dāng)量直徑的9倍，星形流道2的長(zhǎng)度為正五角星形當(dāng)量直徑的1.2倍。如圖2所示,正五角星形當(dāng)量直徑為7.8mm,是入口直徑的0.27倍。實(shí)施例2:如圖3所示，星形噴嘴的流道由兩部分組成，入口處的圓形流道I和出口端的星形流道2。星形流道2的截面為正四角星形，圓形流道I的長(zhǎng)度為正四角星形當(dāng)量直徑的9倍，星形流道2的長(zhǎng)度為正四角星形當(dāng)量直徑的1.2倍。如圖4所示,正四角星形當(dāng)量直徑為7.8mm,是入口直徑的0.27倍。經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在高壓條件下，流出星形噴嘴的射流壓力分布與普通噴嘴完全不同，在進(jìn)行巖石破碎實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)射流對(duì)巖石的作用效果比普通射流提高15%以上，而且作用面積比普通射流提高3(T40%。同樣條件下，安裝了依據(jù)本實(shí)用新型所提供的星形噴嘴的鉆頭的進(jìn)尺可提聞15%，鉆進(jìn)效率提聞10%,鉆頭壽命提聞10%左右,經(jīng)濟(jì)效益顯者。該噴嘴可安裝于金剛石鉆頭、牙輪鉆頭等鉆探工具上。
權(quán)利要求1.一種星形噴嘴，包括噴嘴，噴嘴的入口處和內(nèi)流道為圓形流道，其特征是，噴嘴出口端的流道為星形流道，星形流道的截面為多角星形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形噴嘴，其特征是，星形流道的長(zhǎng)度為多角星形當(dāng)量直徑的0.3-5倍，圓形流道的長(zhǎng)度為多角星形當(dāng)量直徑的0.5-18倍，出口端的多角星形當(dāng)量直徑為入口處直徑的0.1-0.6倍，多角星形的當(dāng)量直徑為1-12_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形噴嘴，其特征是，所述的星形流道的截面為正五角星形，正五角星形的當(dāng)量直徑為7.8mm，是入口處直徑的0.27倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形噴嘴，其特征是，所述的星形流道的截面為正四角星形，正四角星形的當(dāng)量直徑為7.8_，是入口處直徑的0.27倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星形噴嘴，其特征是，圓形流道與星形流道之間的過(guò)渡段采用圓球過(guò)渡或拋物線過(guò) 渡或直線過(guò)渡或樣條曲線過(guò)渡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于鉆探鉆頭的星形噴嘴，屬于地層鉆探工具元件。所述的星形噴嘴，包括噴嘴，噴嘴的入口處和內(nèi)流道為圓形流道，其特征是，噴嘴出口端的流道為星形流道，星形流道的截面為多角星形。本實(shí)用新型所提供的星形噴嘴，結(jié)構(gòu)合理，使用有效，通過(guò)合理的參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)置使得星形噴嘴在較低的工作壓力下，仍可達(dá)到與圓形噴嘴相同的霧化程度，從而降低了系統(tǒng)的圧耗，因而與普通噴嘴相比，星形噴嘴射流可以大幅度提高射流在井底的工作效率，提高鉆頭工作進(jìn)尺、鉆井速度和使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/18GK203081300SQ201320037090
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者周龍昌, 吳琪, 徐依吉, 萬(wàn)夫磊 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)