一种高抗冲蚀密闭取心钻头的制作方法

本实用新型涉及一种密闭取心钻头，尤其涉及一种高抗冲蚀密闭取心钻头，属于石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探等需要对岩石进行采样取心的技术领域。

背景技术：

近年来，各个油田对石油天然气的开发周期和安全性的要求越来越高，与之相应的，需要大量的岩石取样，以获得较为准确的岩石各项特性，为钻井安全、钻头选择、钻井工艺等提供切实可靠的依据。取心钻头是岩石取样的主要切削钻头，其运用也越来越广泛。

随着钻井工业的发展，取样的岩性用途也越来越多，但常规取心钻头由于去过于简单的结构，在取样过程中，所取的岩性样本很容易被钻井液污染，严重影响了岩石样本的准确性及可运用性。

于是，密闭取心钻头运应而生，密闭取心钻头的流道与钻头心部的取心筒隔离，钻井液依次经过设于钻头本体内的水眼孔入口和水眼孔出口后从流道排出，避免钻井液与取心筒内的岩心接触，达到对岩心样本的保护目的，该结构很好地解决了钻井液对取样岩石性能的污染问题。但是，密闭取心钻头对钻井液采用了密闭的方式，故钻井液通过钻头时候，增强了其对钻头本身的冲蚀力度，尤其是对水眼孔进出口部位的冲蚀力度很大，而传统密闭取心钻头的水眼孔进出口部位采用直接焊接高耐磨材料的方式进行加强，其抗冲蚀能力提高不明显，而且流道壁的材质硬度不够，导致密闭取心钻头在很短的时间内可能由于冲蚀严重而不能使用，降低了密闭取心钻头的使用寿命，提高了钻井成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有更高抗冲蚀能力和更长使用寿命的高抗冲蚀密闭取心钻头。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高抗冲蚀密闭取心钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的后端与密闭接头连接，所述钻头本体的前部设有外保径段和内保径段，所述钻头本体的前端设有多个刀翼，所述刀翼上设有切削齿，所述钻头本体的内部设有多个前后方向的水眼孔，所述水眼孔的入口端和出口端分别设有高耐磨材料槽，所述高耐磨材料槽内设有耐磨性比所述钻头本体好的水眼孔高耐磨材料且所述水眼孔高耐磨材料的中心通孔与所述水眼孔同尺寸且同轴心线。

作为优选，所述水眼孔高耐磨材料通过等离子堆焊方式设于所述高耐磨材料槽内，或者，所述水眼孔高耐磨材料预先成型后直接钎焊在所述高耐磨材料槽内，或者，所述水眼孔高耐磨材料预先成型后直接镶嵌在所述高耐磨材料槽内。

作为优选，所述水眼孔高耐磨材料为聚晶金刚石复合片、立方氮化硼或等离子堆焊粉。

根据需要，所述钻头本体的后端与所述密闭接头之间为一体结构或通过高耐磨材料连接。

进一步，为了避免钻井液对排泄的流道造成快速冲蚀，所述钻头本体的外保径段表面设有用于钻井液排泄的外流道，所述钻头本体的外保径段表面设有格状分布的保径段高耐磨材料。

根据实际需要，所述钻头本体的内保径段表面设有用于钻井液排泄的内流道，所述钻头本体的内保径段表面设有格状分布的所述保径段高耐磨材料；或者，所述钻头本体的内保径段表面没有所述内流道。

具体地，所述保径段高耐磨材料为聚晶金刚石复合片、立方氮化硼、热稳定聚晶或天然金刚石。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在水眼孔的入口端和出口端分别设置高耐磨材料槽，在高耐磨材料槽内设置水眼孔高耐磨材料，使其入口端和出口端的水眼孔高耐磨材料为整体结构，相比传统的局部焊接高耐磨材料结构，其耐磨性能和耐冲蚀性能得到显著提升，传统钻头连续2-3次钻井取心后其水眼孔入口或出口就会被冲蚀损坏，本实用新型所述钻头能够连续十几次钻井取心，大幅提高了钻头使用寿命，增强了单只钻头取心能力，节约了钻井取心周期及钻井取心成本，效果非常显著；通过对保径段表面设置保径段高耐磨材料，进一步增强钻井液流道所在区域的抗冲蚀能力，有效延长了钻头取心作业时间，提高了岩性取样的收获率，节约了钻井周期及钻井成本。

附图说明

图1是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的主视剖视结构示意图；

图2是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的俯视结构示意图；

图3是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的水眼孔的入口端或出口端的局部剖视结构示意图；

图4是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的水眼孔的入口端或出口端去掉水眼孔高耐磨材料后的局部剖视结构示意图；

图5是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的水眼孔的入口端或出口端加工过程中的局部剖视结构示意图；

图6是本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头的外保径段表面的展开状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-图6所示，本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头包括钻头本体7，钻头本体7的后端(图1的下端)与密闭接头9之间为一体结构或通过高耐磨材料连接，钻头本体7的前部设有外保径段5和内保径段1，钻头本体7的外保径段5的表面设有用于钻井液排泄的外流道10，钻头本体7的内保径段1的表面设有用于钻井液排泄的内流道11(也可以不设置内流道11)，钻头本体7的外保径段5的表面和内保径段11的表面分别设有格状分布的保径段高耐磨材料15，保径段高耐磨材料15为聚晶金刚石复合片、立方氮化硼、热稳定聚晶或天然金刚石；钻头本体7的前端设有多个刀翼4，刀翼4上设有切削齿3，钻头本体7、刀翼4的材料可以是钢体、胎体，也可以是其它合成金属材料，切削齿3可以是刀翼4的材料，也可以是PDC复合片、热稳定聚晶、天然金刚石或其它超硬材料；钻头本体7的内部设有多个前后方向的水眼孔6，水眼孔6的入口端8和出口端2分别设有高耐磨材料槽13，高耐磨材料槽13内设有耐磨性比钻头本体7好的水眼孔高耐磨材料12且水眼孔高耐磨材料12的中心通孔与水眼孔6同尺寸且同轴心线，水眼孔高耐磨材料12为聚晶金刚石复合片、立方氮化硼或等离子堆焊粉；水眼孔高耐磨材料12通过等离子堆焊方式设于高耐磨材料槽13内，或者，水眼孔高耐磨材料12预先成型后直接钎焊在高耐磨材料槽13内，或者，水眼孔高耐磨材料12预先成型后直接镶嵌在高耐磨材料槽13内。

如图5所示，采用等离子堆焊方式加工水眼孔6的入口端8和出口端2时，先将外径略小于水眼孔6的孔径的石墨棒14插入水眼孔6的两端，然后在石墨棒14的外周通过等离子堆焊方式堆焊高耐磨材料槽13，完成后取出石墨棒14即可。

如图1-图6所示，本实用新型所述高抗冲蚀密闭取心钻头在使用时，通过密闭接头9与钻杆连接，在钻井取心(岩心)过程中，钻井液通过水眼孔6的入口端8进入水眼孔6内，由水眼孔6的出口端2流出，然后通过外流道10和内流道11排泄出钻头外(如果没有设置内流道11，则仅由外流道10排泄)。钻头本体7的中心孔内设有取心筒(图中未示)，岩心置于取心筒内将钻井液与岩心样品隔离，避免受到钻井液的污染。钻井液流动过程中，水眼孔高耐磨材料12和保径段高耐磨材料15能够较长时间承受钻井液的强力冲蚀，可连续十几次钻井取心不被损坏，使用寿命显著提高。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。