氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，其中氣體鉆井鉆頭包括：鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個牙座，其中所述至少兩個牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍；所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪；在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲氣腔。在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。通過本實用新型提供的氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，從中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔同時噴出氣流，消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進行鉆井。
【專利說明】氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油及天然氣勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]石油和天然氣的勘探開發(fā)需要鉆井技術(shù)將地層鉆開。而隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，氣體鉆井技術(shù)因為其不會破壞儲層并且機械鉆速高的特點成為應(yīng)用最為普遍的鉆井技術(shù)，從而氣體鉆井牙輪鉆頭被廣泛應(yīng)用在鉆井技術(shù)中。
[0003]然而，現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭在進行鉆井時，壓縮機泵排出的氣流進入鉆頭本體，然后通過側(cè)噴嘴孔噴出，以將鉆削巖層的過程中會產(chǎn)生巖屑通過鉆的通過側(cè)噴嘴孔排出。
[0004]然而，現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭中，側(cè)噴嘴孔是開設(shè)在鉆頭本體位于相鄰兩個牙座之間的，只能消除一小部分巖屑，尤其是在鉆頭的中心位置處會產(chǎn)生較多滯留的巖屑，無法徹底消除巖屑，造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而造成卡鉆的情況，不利于進行鉆井。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于此，本實用新型提供一種氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，由于現(xiàn)有的氣體鉆井牙輪鉆頭中，只能消除一小部分巖屑，而鉆頭的中心位置處會產(chǎn)生較多滯留的巖屑，無法徹底消除巖屑，造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，造成卡鉆的情況而不利于進行鉆井的問題。
[0006]本實用新型提供一種氣體鉆井鉆頭，包括:
[0007]鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個牙座，其中所述至少兩個牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍；
[0008]所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪；
[0009]在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲氣腔。
[0010]在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。
[0011]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述中心噴嘴孔中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
[0012]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述牙座為三個，每個所述牙座上設(shè)置一個所述牙輪，所述側(cè)噴嘴孔為三個，所述三個側(cè)噴嘴孔位于同一正三角形的三個頂點處。
[0013]如上所述的氣體鉆井鉆頭中,還包括:
[0014]所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線與水平面呈50。-80。的夾角。
[0015]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，在所述牙座的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔，所述反噴嘴孔與所述儲氣腔連通。
[0016]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述反噴嘴孔為三個，且每個所述反噴嘴孔沿背離所述牙座的方向傾斜伸出。
[0017]如上所述的氣體鉆井鉆頭中,還包括:
[0018]所述反噴嘴孔的中心軸線與所述中心噴嘴孔的中心軸線呈10° -60°的夾角。
[0019]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述中心噴嘴孔的直徑值為7-15111111。
[0020]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述側(cè)噴嘴孔的直徑值為7-15！^。
[0021]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述反噴嘴孔的直徑值為7-15！^。
[0022]如上所述的氣體鉆井鉆頭中，所述鉆頭本體的頂部具有開口，所述開口與所述儲氣腔連通；所述鉆頭本體頂端、對應(yīng)所述開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭。
[0023]本實用新型提供一種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:
[0024]氣體壓縮裝置，與所述氣體壓縮裝置連接的送氣管路，所述送氣管路連接有如上任一所述的氣體鉆井鉆頭。
[0025]本實用新型提供的氣體鉆井鉆頭及氣體鉆井系統(tǒng)，通過在氣體鉆井鉆頭的鉆頭本體，內(nèi)部形成有儲氣腔，并在鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有與儲氣腔連通的中心噴嘴孔，，在鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。這樣提供了中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔，實現(xiàn)了從中心噴嘴孔和側(cè)噴嘴孔同時出現(xiàn)氣流，消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進行鉆井。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]符號說明:
[0029]1-鉆頭本體2-牙座
[0030]3-牙輪4-中心噴嘴孔
[0031]5-側(cè)噴嘴孔6-反噴嘴孔
[0032]7 -儲氣腔8 -螺紋接頭

【具體實施方式】
[0033]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0034]圖1為本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭，包括:
[0035]鉆頭本體1，鉆頭內(nèi)部形成有儲氣腔7，鉆頭本體1的一端固定設(shè)置有至少兩個牙座2，其中至少兩個牙座2均勻分布在鉆頭本體1的中心周圍；
[0036]牙座2上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪3 ；
[0037]在鉆頭本體1設(shè)有牙座2的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔4，中心噴嘴孔4連通至儲氣腔7。
[0038]在鉆頭本體:設(shè)有牙座2的一端、且在相鄰的兩個牙座2之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔5。
[0039]具體地，如圖2本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖所示，在鉆頭本體1的內(nèi)部形成一個儲氣腔7 ；如圖1所示，鉆頭本體1的下端部邊緣位置設(shè)置有至少兩個呈圓周環(huán)狀的均勻分布的牙座2，牙座2與鉆頭本體1可以為一體成型；各牙座2的下端部分別可相對轉(zhuǎn)動地裝設(shè)有牙輪3，例如，牙輪3可以包括輪體和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸穿過壓輪3中心并固定在牙座2上，以保證壓輪3可以繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0040]鉆頭本體1的開設(shè)有中心噴嘴孔4，中心噴嘴孔4位于牙座2的底端中心處，即中心噴嘴孔4與鉆頭本體1同軸，同時中心噴嘴孔4頂端連通至儲氣腔7、底端位于鉆頭本體1的底端端面上。
[0041]鉆頭本體1上還開設(shè)有朝下開口的側(cè)噴嘴孔5，側(cè)噴嘴孔5可以位于牙座2的底端并且位于相鄰的兩個牙座2之間。
[0042]本實施例提供的氣體鉆井鉆頭在工作時，可以將本氣體鉆井鉆頭連接到氣體鉆井系統(tǒng)中，并使儲氣腔7與氣體鉆井系統(tǒng)中的送氣管路連通；在氣體鉆井系統(tǒng)的高壓氣體進入儲氣腔7之后，可分別通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5噴出。
[0043]進而在氣體壓強的作用下，兩股氣流沖擊井底平面并形成漫流，而由于井底紊動度高，動壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0044]本實用新型提供的氣體鉆井鉆頭通過提供了與鉆頭本體1內(nèi)部的儲氣腔7聯(lián)通的噴嘴孔，中心噴嘴孔4位于鉆頭本體1設(shè)有牙座2的底端中心處，并在設(shè)有牙座2的一端、且在相鄰的兩個牙座2之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔5。從而在氣體可通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5噴出時，兩股氣流沖擊井底平面并形成漫流，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在側(cè)噴嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時，在中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進行鉆井。
[0045]進一步地，上述實施例中，中心噴嘴孔4中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
[0046]具體地，中心噴嘴孔4的內(nèi)壁表面上設(shè)有形成有螺旋狀延伸的渦流槽，從而中心噴嘴孔4形成了一種渦流噴嘴的結(jié)構(gòu)。在中心噴嘴孔4中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽，可以在氣體進入中心噴嘴孔4之后，有效地增加鉆頭本體內(nèi)部氣體紊流，進而消除井底的流體滯留區(qū)，有利于更加有效地消除鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑。
[0047]進一步地，上述實施例中，優(yōu)選地，牙座2為三個，每個牙座2上設(shè)置一個牙輪3，側(cè)噴嘴孔5為三個，三個側(cè)噴嘴孔5位于同一正三角形的三個頂點處。
[0048]具體地，三個牙座2均勻分布在鉆頭本體1的中心周圍，并且每個牙座2的下端部分別可相對轉(zhuǎn)動地裝設(shè)有牙輪3 ；同時，鉆頭本體1上還開設(shè)有朝下開口的三個側(cè)噴嘴孔5，三個側(cè)噴嘴孔5分別位于各個牙座2的一端并且各自位于相鄰的兩個牙座2之間，三個側(cè)噴嘴孔5位于同一正三角形的三個頂點處。
[0049]通過提供三個側(cè)噴嘴孔5，使得在氣體可通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和三個側(cè)噴嘴孔5噴出時，幾股氣流沖擊井底平面并形成漫流，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而更加能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在側(cè)噴嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時，在中心噴嘴孔4和三個側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而更徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，避免造成卡鉆的情況，進一步有利于進行鉆井。
[0050]進一步地，上述實施例中，還包括:側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，并且，優(yōu)選地，所述側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的5中心軸線與水平面呈50。-80°的夾角。
[0051]具體地，由于側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線不在同一平面內(nèi)，所以在確定側(cè)噴嘴孔5的中心軸線時，可以采用如下方式:
[0052]首先，確定鉆頭本體1的中心軸線11，確定中心噴嘴孔4的下嘴孔碎雜的平面為水平面，側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角；
[0053]然后，選擇一條與鉆頭本體1的中心軸線相差50。-80°的軸線12，11與12所在的平面設(shè)定為平面￡1 ；
[0054]最后，12與中心噴嘴4的底端面所在平面的交點設(shè)為點II，以點II為圓心，將12旋轉(zhuǎn)一定角度得到13，使得13與平面3的夾角為2° -10°，13即可以作為側(cè)噴嘴孔5的中心軸線；
[0055]通過上述方法得到的側(cè)噴嘴孔5的中心軸線，既能夠保證與鉆頭本體1的中心軸線具有10° -30°夾角，又可以保證與鉆頭本體1的中心軸線具有2° -10°前傾角。
[0056]具體地，側(cè)噴嘴孔5的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，側(cè)噴嘴孔5的開口相對于牙座2朝上開口，并且側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線呈10。-30°夾角，即側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角。
[0057]同時，各個側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線不在同一平面內(nèi)，各個側(cè)噴嘴孔5的中心軸線的投影與鉆頭本體1的中心軸線呈2° -10°夾角。通過設(shè)計三個側(cè)噴嘴孔5的中心軸線與鉆頭本體1的中心軸線夾角度數(shù)，使得在氣體可通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4和三個側(cè)噴嘴孔5噴出時，幾股氣流沖擊井底平面并形成漫流，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而更加能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。在偵傾嘴孔5消除鉆頭周圍的巖屑的同時，在中心噴嘴孔4和三個側(cè)噴嘴孔5共同的作用下，消除了鉆頭的中心位置處的滯留的巖屑，從而徹底消除巖屑，避免造成巖屑沉降和堆積的現(xiàn)象，從而避免了造成卡鉆的情況，有利于進行鉆井。
[0058]在本實用新型另一實施例中，在牙座2的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔6，反噴嘴孔6與儲氣腔7連通。
[0059]具體地，鉆頭本體1的牙座2的外側(cè)面上還開設(shè)有反噴嘴孔6，并且反噴嘴孔6的開口相對牙座2是朝上開口，反噴嘴孔6與儲氣腔7連通。
[0060]通過設(shè)計反噴嘴孔6，在氣體通過儲氣腔7之后，氣體可通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進而在氣體壓強的作用下，中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動度高，動壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖；而反噴嘴孔6產(chǎn)生的氣流，能夠有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0061]進一步地，上述實施例中，反噴嘴孔6為三個，且每個反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出。
[0062]具體地，反噴嘴孔6為三個，各個牙座2的外側(cè)面分別設(shè)有一個反噴嘴孔6，并且每個反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出，每個反噴嘴孔6的延伸方向是由鉆頭本體1朝頂端傾斜延伸的，及反噴嘴孔6的末端開口(氣體噴出的出口)相對牙座2是朝上。
[0063]通過設(shè)計在各個牙座2的外側(cè)面分別設(shè)計一個反噴嘴孔6，在三個反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流的作用下，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0064]進一步地，上述實施例中，還包括:反噴嘴孔6的中心軸線與中心噴嘴孔4的中心軸線呈10。-60°的夾角。
[0065]具體地，各個反噴嘴孔6的中心軸線與中心噴嘴孔4的中心軸線呈10。-60°的夾角，每個反噴嘴孔6沿背離牙座2的方向傾斜伸出，每個反噴嘴孔的開口相對牙座2是朝上開口的。
[0066]在上述實施例中，優(yōu)選地，中心噴嘴孔4的直徑值為7-15！^ ；側(cè)噴嘴孔5的直徑值為7-15臟。
[0067]具體地，中心噴嘴孔4的直徑值為7-15！^，中心噴嘴孔4的直徑值應(yīng)略大于側(cè)噴嘴孔5和反噴嘴孔6的直徑值；側(cè)噴嘴孔5的直徑值應(yīng)略小于中心噴嘴孔4的直徑值。
[0068]進一步地，優(yōu)選地，反噴嘴孔6的直徑值為7-15111111。
[0069]其中，反噴嘴孔6的直徑值應(yīng)略小于中心噴嘴孔4的直徑值。
[0070]通過設(shè)計相對牙座2是斜朝上開口的反噴嘴孔6，在氣體通過儲氣腔7之后，氣體可通過與儲氣腔7聯(lián)通的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進而在氣體壓強的作用下，中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動度高，動壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0071]同時，通過三個反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0072]另外，根據(jù)多次試驗，將中心噴嘴孔4的直徑設(shè)置為7-15！^，并將側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6的的直徑設(shè)置都設(shè)置為7-15皿，從而可以科學的產(chǎn)生氣流，各個氣流之間可以進行良好的配合，達到在井底平面形成漫流的效果，并更加有效的沖擊井底上返的巖屑。進一步地，上述實施例中，鉆頭本體1的頂部具有開口，開口與儲氣腔7連通；鉆頭本體1頂端、對應(yīng)開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭8。
[0073]具體地，鉆頭本體1的頂部可具有開口，開口與儲氣腔7是相互連通的，從而氣體可以通過開口流入儲氣腔7 ；并且，鉆頭本體1頂端、對應(yīng)開口外側(cè)形成螺紋接頭8，該螺紋接頭8可以與其它管路連接，便于輸送氣體的管路與鉆頭本體1進行連接。
[0074]通過在鉆頭本體1頂端、對應(yīng)開口外側(cè)設(shè)計螺紋接頭8，輸入氣體的管路可以通過螺紋接頭8與鉆頭本體1快速進行連接；以使壓縮氣體經(jīng)開口進入儲氣腔7，并通過中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6噴出；進而在壓縮氣體的高壓力的作用下，氣體經(jīng)中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動度高，動壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖。
[0075]同時，三個反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0076]本實用新型實施例二提供了一種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:氣體壓縮裝置，送氣管路連接有如前任一實施例的氣體鉆井鉆頭。其中，氣體鉆井鉆頭的結(jié)構(gòu)與前述實施例類似，此處不再贅述。
[0077]其中，氣體壓縮裝置用于產(chǎn)生壓縮氣體，具體可以為壓縮空氣或氮氣，送氣管路連接在氣體壓縮裝置與氣體鉆井鉆頭之間，用于將氣體壓縮裝置產(chǎn)生的高壓氣體輸送至氣體鉆井鉆頭。在具體的實施方式中，氣體壓縮裝置采用氣體壓縮機泵；送氣管路可與壓縮機泵輸出口連接，并可通過螺紋接頭8與鉆頭本體1的開口進行連接；從而氣體壓縮裝置輸送的氣體進入了鉆頭本體1的開口處。
[0078]然后在由于鉆頭本體1的內(nèi)部形成一個儲氣腔7，氣體壓縮裝置輸送的氣體通過開口進入了儲氣腔7。
[0079]然后，從而氣體壓縮裝置輸送的氣體通過儲氣腔7，然后通過中心噴嘴孔4、三個側(cè)噴嘴孔5以及三個反噴嘴孔6噴出，從而中心噴嘴孔4和三個側(cè)噴嘴孔5共同產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，將鉆頭中心的巖屑運移到上空，而三個反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空。進而有效的消除了井底巖屑。
[0080]本實施例二提供的氣體鉆井系統(tǒng)，提供了氣體壓縮裝置，送氣管路，送氣管路連接有如本實用新型實施例一提供的氣體鉆井鉆頭的任意技術(shù)特征。氣體壓縮裝置通過與其連接的送氣管路，為氣體鉆井鉆頭提供氣體，使得氣體鉆井鉆頭中的中心噴嘴孔4、側(cè)噴嘴孔5以及反噴嘴孔6同時噴出氣體。中心噴嘴孔4和側(cè)噴嘴孔5產(chǎn)生的氣流，沖擊井底平面并形成漫流，由于井底紊動度高，動壓力大，從而漫流速度快，產(chǎn)生的有效漫流層的厚度高，漫流層使得巖屑能夠及時地到達環(huán)空，進而能夠有效地消除井底巖屑滯留并有利于清巖；而三個反噴嘴孔6共同產(chǎn)生的氣流，能夠更加有效地沖擊經(jīng)由井底上返的巖屑，將井底上返的巖屑進一步的運移到上空，可以有效地提高環(huán)空內(nèi)巖屑的運移和懸浮能力，防止由井底上返的巖屑再次堆積在牙輪3，并防止由井底上返的巖屑進入鉆頭的其他位置，從而防止巖屑大量沉積并避免發(fā)生卡鉆。
[0081]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體鉆井鉆頭，其特征在于，包括: 鉆頭本體，所述鉆頭內(nèi)部形成有儲氣腔，所述鉆頭本體的一端固定設(shè)置有至少兩個牙座，其中所述至少兩個牙座均勻分布在所述鉆頭本體的中心周圍； 所述牙座上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有牙輪； 在所述鉆頭本體設(shè)有牙座的底端中心處設(shè)有中心噴嘴孔，所述中心噴嘴孔連通至所述儲氣腔； 在所述鉆頭本體設(shè)有所述牙座的底端、且在相鄰的兩個牙座之間還開設(shè)有側(cè)噴嘴孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述中心噴嘴孔中設(shè)有形成有螺旋狀的渦流槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述牙座為三個，每個所述牙座上設(shè)置一個所述牙輪，所述側(cè)噴嘴孔為三個，所述三個側(cè)噴嘴孔位于同一正三角形的三個頂點處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，還包括: 所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線由頂至底朝外圍傾斜，所述側(cè)噴嘴孔的中心軸線與水平面呈50° -80°的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，在所述牙座的外側(cè)面還設(shè)有反噴嘴孔，所述反噴嘴孔與所述儲氣腔連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述反噴嘴孔為三個，且每個所述反噴嘴孔沿背離所述牙座的方向傾斜伸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，還包括: 所述反噴嘴孔的中心軸線與所述中心噴嘴孔的中心軸線呈10° -60°的夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述中心噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述側(cè)噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述反噴嘴孔的直徑值為7-15mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井鉆頭，其特征在于，所述鉆頭本體的頂部具有開口，所述開口與所述儲氣腔連通；所述鉆頭本體頂端、對應(yīng)所述開口外側(cè)形成有用于與其它管路連接的螺紋接頭。
12.—種氣體鉆井系統(tǒng)，包括:氣體壓縮裝置，與所述氣體壓縮裝置連接的送氣管路，其特征在于，所述送氣管路連接有如權(quán)利要求1-11任一所述的氣體鉆井鉆頭。
【文檔編號】E21B10/18GK204175188SQ201420561870
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】賈應(yīng)林, 熊繼有, 賈國玉, 周健, 張志 , 馮少波, 閔鵬, 章景城, 李前佑, 楊玉增, 代平 申請人:中國石油天然氣股份有限公司