本實用新型專利技術提供一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，鉆頭本體通過接頭與包含鉆鋌的鉆具組合相連，鉆頭本體內縱向設置有相連的分離管和燃燒室直至鉆頭的末端，鉆頭本體上部設置有閥柱塞和復位彈簧一，在閥柱塞的下面設置有驅動器，驅動器下端設有鐵砧，鐵砧通過導向螺帽與鉆頭本體相連，驅動器上設置有密封件一、密封件二和復位彈簧一、復位彈簧二，鉆頭末端設置有一個或若干個噴嘴和出水管，分離管和燃燒室位于閥柱塞、驅動器和鐵砧之間，燃燒室和鐵砧之間設置有壓縮空氣間隙，它解決熱焰散裂鉆井技術存在的不足，能夠避免鉆頭嚴重磨損，減少起下鉆次數，顯著提高機械鉆速，降低鉆井施工成本，適合于深部堅硬地層鉆井。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及石油鉆井設備領域，尤其涉及一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭。
技術介紹
地熱作為綠色、可再生資源被世界各國確定為維系社會可持續發展的新“綠色能源”，在地熱豐富的國家已經得到較好的開發和利用。地熱資源可分為兩種類型:天然熱水資源和高溫巖體地熱資源。高溫巖體地熱是指溫度大于200°C的巖體中蘊藏的地熱資源，可以經過人工開發，從巖體中直接提取出熱水蒸汽而直接用于發電和熱水利用，是可再生的“綠色能源”。我國具有豐富的高溫巖體地熱資源，地熱資源的開發利用對改善我國能源結構，保證能源安全具有重大戰略意義。傳統機械鉆井技術已完全成熟，但在高溫巖體地熱能源開發鉆井施工中由于深部地層巖石堅硬，造成機械鉆速極慢，鉆頭磨損嚴重，起下更換鉆頭頻繁，嚴重影響了鉆井時效，鉆井施工成本呈指數增長，這就亟需一種能夠避免鉆頭嚴重磨損，減少起下鉆次數，適合于深部堅硬地層的鉆井鉆頭。
技術實現思路
為了解決以上問題，本技術提供一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，它解決熱焰散裂鉆井技術存在的不足，能夠避免鉆頭嚴重磨損，減少起下鉆次數，顯著提高機械鉆速，降低鉆井施工成本，適合于深部堅硬地層鉆井。本技術的技術方案是:提供一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，它是由接頭、分離管、閥柱塞、復位彈簧一、密封件一、驅動器、密封件二、復位彈簧二、鐵砧、導向螺帽、空氣間隙、燃燒室、鉆頭本體、鉆頭末端、出水管和噴嘴組成，鉆頭本體通過接頭與包含鉆鋌的鉆具組合相連，鉆頭本體內縱向設置有相連的分離管和燃燒室直至鉆頭的末端，鉆頭本體上部設置有閥柱塞和復位彈簧一，在閥柱塞的下面設置有驅動器，驅動器下端設有鐵砧，鐵砧通過導向螺帽與鉆頭本體相連，驅動器上設置有密封件一、密封件二和復位彈簧一、復位彈簧二，鉆頭末端設置有一個或若干個噴嘴和出水管，分離管和燃燒室位于閥柱塞、驅動器和鐵砧之間，燃燒室和鐵砧之間設置有壓縮空氣間隙。所述鉆頭本體表面鑲焊有抗磨合金。與現有技術相比，本技術的有益效果是:燃燒室直接安裝在鉆頭本體上，鉆頭在沖擊破巖的同時，超臨界熱液射流使巖石表面溫度升高，在巖石內部產生的壓縮應力作用下使巖石破碎從巖石上剝落下來，輔助鉆頭破巖，可以提高可鉆性差的堅硬地層機械鉆速。【附圖說明】下面根據圖進一步對本技術加以說明圖1是本技術剖視結構的示意圖；圖2是本技術底部示意圖；圖1、圖2中所示:1、接頭，2、分離管，3、閥柱塞，4、復位彈簧一，5、密封件一，6、驅動器，7、密封件二，8、復位彈簧二，9、鐵砧，10、導向螺帽，11、空氣間隙，12、燃燒室，13、鉆頭本體，14、鉆頭末端，15、出水管，16、抗磨合金，17、噴嘴。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術作進一步詳細的說明，需要說明的是，附圖僅用于解釋本技術，是對本技術實施例的示意性說明，而不能理解為對本技術的限定。在本技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本技術中的具體含義。如圖1、圖2所示，一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，它是由接頭1、分離管2、閥柱塞3、復位彈簧一 4、密封件一 5、驅動器6、密封件二 7、復位彈簧二 8、鐵砧9、導向螺帽10、空氣間隙11、燃燒室12、鉆頭本體13、鉆頭末端14、出水管15和噴嘴17組成，鉆頭本體13通過接頭I與包含鉆鋌的鉆具組合相連，鉆頭本體13內縱向設置有相連的分離管2和燃燒室12直至鉆頭的末端14，鉆頭本體13上部設置有閥柱塞3和復位彈簧一 4，在閥柱塞3的下面設置有驅動器6，驅動器6下端設有鐵砧9，鐵砧9通過導向螺帽10與鉆頭本體13相連，驅動器6上設置有密封件一 5、密封件二 7和復位彈簧一 4、復位彈簧二 8，鉆頭末端14設置有一個或若干個噴嘴17和出水管15，分離管2和燃燒室12位于閥柱塞3、驅動器6和鐵石占9之間，燃燒室12和鐵砧9之間設置有壓縮空氣間隙11。所述鉆頭本體13表面鑲焊有抗磨合金16。施工時將鉆頭本體13與上部鉆柱相連，工作原理是:鉆井液從地面通過鉆柱輸送至鉆頭內，推動位于鉆頭本體13上部的閥柱塞3和復位彈簧4快速壓縮驅動器6進入鐵砧9，使鉆頭本體13作上下運動對巖石表面產生沖擊，鉆井液可對鉆頭本體13起到冷卻作用，通過出水管15噴射而出，燃料、水和氧化劑從地面通過分離管2進入燃燒室12，將燃料和氧化劑預加熱后在燃燒室12的水相環境中產生超臨界(壓力>22.064MPa，溫度>373.95°C )熱液火焰，燃燒室12內的水因此被加熱至超臨界溫度，連同燃燒產物一起通過鉆頭末端14的一個或若干個噴嘴17噴射而至巖石表面，由于巖石的低熱傳導性，在高溫的作用下，巖石表面溫度增加，巖石內部產生壓縮應力，巖石表面以下的裂紋沿著平行于巖石表面的方向擴展，當達到一臨界尺寸，受熱區開始膨脹破碎成碎片，從巖石上剝落下來，因此，超臨界熱液射流與鉆頭在鉆井液的作用下產生的沖擊共同作用，輔助鉆頭破巖，產生的巖肩沿著鉆頭本體13與井眼之間的環空運移到地面。本技術燃燒室12直接安裝在鉆頭本體13上，鉆頭在沖擊破巖的同時，超臨界熱液射流使巖石表面溫度升高，在巖石內部產生的壓縮應力作用下使巖石破碎從巖石上剝落下來，輔助鉆頭破巖，可以提高可鉆性差的堅硬地層機械鉆速，它解決熱焰散裂鉆井技術存在的不足，能夠避免鉆頭嚴重磨損，減少起下鉆次數，顯著提高機械鉆速，降低鉆井施工成本，適合于深部堅硬地層鉆井。以上所述為本技術的實施例，并不用于限制本技術，對于本領域的技術人員來說，本技術可以有各種改進和變化。凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等均應含在本技術的權利要求范圍之內。【主權項】1.一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，它是由接頭(1)、分離管(2)、閥柱塞(3)、復位彈簧一(4)、密封件一(5)、驅動器(6)、密封件二(7)、復位彈簧二⑶、鐵砧(9)、導向螺帽(10)、空氣間隙(11)、燃燒室(12)、鉆頭本體(13)、鉆頭末端(14)、出水管(15)和噴嘴(17)組成，其特征在于:鉆頭本體(13)通過接頭(I)與包含鉆鋌的鉆具組合相連，鉆頭本體(13)內縱向設置有相連的分離管(2)和燃燒室(12)直至鉆頭的末端(14)，鉆頭本體(13)上部設置有閥柱塞(3)和復位彈簧一(4)，在閥柱塞(3)的下面設置有驅動器￠)，驅動器￠)下端設有鐵砧(9)，鐵砧(9)通過導向螺帽(10)與鉆頭本體(13)相連，驅動器(6)上設置有密封件一(5)、密封件二(7)和復位彈簧一(4)、復位彈簧二(8)，鉆頭末端(14)設置有一個或若干個噴嘴(17)和出水管(15)，分離管⑵和燃燒室(12)位于閥柱塞(3)、驅動器(6)和鐵砧(9)之間，燃燒室(12)和鐵砧(9)之間設置有壓縮空氣間隙(11)。2.根據權利要求1所述一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，其特征在于:鉆頭本體(13)表面鑲焊有抗磨合金(16)。【專利摘要】本技術提供一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，鉆頭本體通過接頭與包含鉆鋌的鉆具組合本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種熱液輔助沖擊鉆井鉆頭，它是由接頭(1)、分離管(2)、閥柱塞(3)、復位彈簧一(4)、密封件一(5)、驅動器(6)、密封件二(7)、復位彈簧二(8)、鐵砧(9)、導向螺帽(10)、空氣間隙(11)、燃燒室(12)、鉆頭本體(13)、鉆頭末端(14)、出水管(15)和噴嘴(17)組成，其特征在于：鉆頭本體(13)通過接頭(1)與包含鉆鋌的鉆具組合相連，鉆頭本體(13)內縱向設置有相連的分離管(2)和燃燒室(12)直至鉆頭的末端(14)，鉆頭本體(13)上部設置有閥柱塞(3)和復位彈簧一(4)，在閥柱塞(3)的下面設置有驅動器(6)，驅動器(6)下端設有鐵砧(9)，鐵砧(9)通過導向螺帽(10)與鉆頭本體(13)相連，驅動器(6)上設置有密封件一(5)、密封件二(7)和復位彈簧一(4)、復位彈簧二(8)，鉆頭末端(14)設置有一個或若干個噴嘴(17)和出水管(15)，分離管(2)和燃燒室(12)位于閥柱塞(3)、驅動器(6)和鐵砧(9)之間，燃燒室(12)和鐵砧(9)之間設置有壓縮空氣間隙(11)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣衛東，吳志均，梁沖，王鵬，晏軍，
申請(專利權)人：蔣衛東，
類型：新型
國別省市：河北;13
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