023]图1、图2、图3示出了本发明提供的抽吸式微取芯钻探钻头，包括钻头体9、刀翼10，钻头体9端部的中部开设有取芯孔I，钻头体9内在取芯孔I上部设置有至少一个与取芯孔I连通的排芯通道2，排芯通道2有排芯出口 3;钻头体9内还设置有至少一个与排芯通道2连通的喷射通道4，喷射通道4与钻头内流道7连同，喷射通道4的出口方向顺着排芯通道2的流向方向，喷射通道4的出口流向线AB与排芯通道2的流向方向线BC之间的夹角ZABC为钝角或平角O
[0024]图1中，从钻头内流道7流入喷射通道4的钻井液流体喷入排芯通道2时，从A至B为喷射通道4的出口流向方向，反之，从B至A则为出口流向方向的反方向。喷射通道4的钻井液流体喷入排芯通道2后，流向排芯通道2的排芯出口 3，排芯通道2内从B至C为排芯通道2的流向方向，反之，从C至B则为排芯通道2的流向方向的反方向。
[0025]喷射通道4的出口方向顺着排芯通道2的流向方向，喷射通道4的出口流向线AB与排芯通道2的流向方向线BC之间的夹角ZABC为钝角或平角，能使流体从喷射通道4喷出时，喷出的流体将会沿着排芯通道2流向排芯出口 3，而不会导致喷出的流体冲向取芯孔;能保证喷射通道4喷出的流体顺利进入排芯通道2并从排芯出口 3流出，实现取芯孔I成芯、取心并吸芯，排芯通道2排芯送芯的作用和效果。
[0026]钻头破岩钻进工作时，喷射通道4与钻头内流道7连通，钻头内流道7提供的钻井液流体将通过喷射通道4喷入排芯通道2流向排芯出口 3。由于喷射通道4喷出的高压流体经排芯通道2后流向排芯出口 3，根据伯努利原理，向排芯出口 3方向喷射高速射流，将使喷射通道4的出口下方及取芯孔I处产生负压，取芯孔I处的物质有被抽吸的效应。钻头钻进时在取芯孔I处形成的微岩芯12在上述抽吸作用下，易于向排芯通道2流动排出。钻头体9内至少设置一个喷射通道4向排芯出口 3方向喷射钻井液高速射流。排芯通道2的数量可根据实际情况需要设置多个，每个排芯通道2可连通多个喷射通道4，以产生适宜的抽吸力。喷射通道4的喷射出口处设置有喷嘴5，喷嘴5可为硬质合金。
[0027]喷射通道4的出口流向线与排芯通道2的流向方向线的夹角为110?180°。进一步地，喷射通道的出口流向线与排芯通道的流向方向线的夹角为135?180°。
[0028]取芯孔I配设有为岩心塑形的至少一个塑芯齿6，其作用主要是用来塑微岩芯12，即为所取的微岩芯12塑形，其可为聚晶金刚石复合片，可分别采用两个塑芯齿6，一个较大的用于初步塑形，一个较小的用于进一步塑形到实际想要的尺寸，如图3所示。
[0029]相邻的刀翼10之间形成排肩通道，排肩通道的底部开设有与钻头内流道连通的喷液孔11，钻头体9内的内流道7向喷液孔11提供钻井液，喷射通道4与内流道7连通，直接利用内流道7内的钻井液向喷射通道4提供高压液体，既具备常规钻头的全面钻井功能，又达到了完好的取芯作用。
[0030]排芯通道2的排芯出口3位于钻头体9上刀翼10的后方，微岩芯12从排芯出口 3排出进入钻头的刀翼10后方，无需经过排肩通道，从钻柱环空上返至地面排出获得。排芯出口 3具体可设置于钻头体9上刀翼10末端的倒角面上，即切削齿的后方，更加便于排出，不会造成微岩芯体的碰撞、挤压损坏。
[0031]取芯孔I的直径可为10?25mm。取芯孔I内设有导向微岩芯12向排芯通道2流动的倒斜面8，使在钻进过程中，微岩芯12碰触到倒斜面8断裂并由倒斜面8导向，在高速液体产生的抽吸作用下顺畅的进入排芯通道2。倒斜面8上可安装倒斜片，倒斜片可为硬质合金，人造聚晶，也可为]3DC齿等。
[0032]本微取芯钻头不仅在满足常规钻头功能基础上能够获得高质完整的岩芯样本，还能够在作为常规钻头使用时，利用该取芯结构来进行排肩，用于排肩时，取芯孔I处的直径可适当增大，排肩孔I可设置于端面中部区域内的偏心处，同样利用负压产生的抽吸力进行吸肩，排芯通道2送肩，达到顺畅排肩目的。
[0033]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种抽吸式微取芯钻探钻头，包括钻头体、刀翼，钻头体端部的中部开设有取芯孔，其特征在于，钻头体内在取芯孔上部设置有至少一个与取芯孔连通的排芯通道，排芯通道有排芯出口 ；钻头体内还设置有至少一个与排芯通道连通的喷射通道，喷射通道与钻头内流道连通，喷射通道的出口方向顺着排芯通道的流向方向，喷射通道的出口流向线与排芯通道的流向方向线的夹角为钝角或平角。2.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，喷射通道的出口流向线与排芯通道的流向方向线的夹角为110?180°。3.根据权利要求2所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，喷射通道的出口流向线与排芯通道的流向方向线的夹角为135?180°。4.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述排芯通道的排芯出口位于钻头体上刀翼的后方。5.根据权利要求4所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述排芯出口位于钻头体上刀翼末端的倒角面上。6.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述取芯孔内设有导向微岩芯向排芯通道流动的倒斜面。7.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述喷射通道的喷射出口处设置有喷嘴。8.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述取芯孔配设有为岩心塑形的至少一个塑芯齿。9.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，相邻的所述刀翼之间形成排肩通道，排肩通道的底部开设有与钻头内流道连通的喷液孔。10.根据权利要求1所述的抽吸式微取芯钻探钻头，其特征在于，所述取芯孔的直径为10?25mm0
【专利摘要】本发明公开了一种抽吸式微取芯钻探钻头，属于钻探机具领域，包括钻头体、刀翼，钻头体端部的中部开设有取芯孔，钻头体内在取芯孔上部设置有至少一个与取芯孔连通的排芯通道，排芯通道有排芯出口；钻头体内还设置有至少一个与排芯通道连通的喷射通道，喷射通道与钻头内流道连通，喷射通道的出口方向顺着排芯通道的流向方向，喷射通道的出口流向线与排芯通道的流向方向线的夹角为钝角或平角。本取芯钻探钻头能主动吸芯、顺畅送芯排芯，避免了微岩芯体难从钻头中心往外运移受挤压，及微岩芯流经钻头冠面过程中受到碰撞、挤压损坏的情况，有助于提高岩芯质量和收获率。
【IPC分类】E21B25/00, E21B10/43, E21B10/60
【公开号】CN105672890
【申请号】CN201610181050
【发明人】张亮, 杨迎新, 李舒, 况雨春, 王磊, 陈炼, 曾德发, 郑耀东
【申请人】四川深远石油钻井工具股份有限公司, 西南石油大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月28日