[實用新型]射流脈動發生器及其沖錘裝置

無效

• 申請號: 201020169724.6
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN201705197U
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 劉白楊;劉大紅
• 申請（專利權）人: 劉白楊;劉大紅
• 主分類號: E21B1/28
• 分類號: E21B1/28;E21B1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石油勘探鉆井用的鉆井工具，具體地為一種射流脈動發生器及其沖擊錘裝置，主要用于硬巖石地層或深井的鉆探，應用于石油勘探、地質資源勘測等方面。?

技術背景

現階段油氣及地質勘探鉆井的方法是旋轉鉆進，當鉆遇深井地層和鉆遇硬巖石層時，由于地層巖石的可鉆性差，鉆進速度較低。目前使用的射流脈動沖擊錘為旋轉剪切破巖為主、非周期性地沖擊壓碎破巖為輔的鉆井方法，提供周期性脈動沖擊載荷，可以提高了鉆進速度，但因易損部件壽命短，而沒有得到廣泛使用。其主要結構為分體式組合結構，包括脈沖發生器、信號傳輸通道、活塞機構和沖錘機構。?

目前正在使用的射流脈動沖擊錘存在以下缺陷：?

1、脈沖發生器結構復雜。采用了分體式組合結構，誤差較大，并存在間隙，泥漿射流穿過間隙時易損壞該發生器。在多相流體(液、固、氣)中，水擊壓力波衰減很嚴重，尤其是在固相含量較高、粘度較高、粘滯性較強、耗散系數較大的結構流體中，水擊壓力波無法在通道中傳播，因而也就無法作用射流，并無法使射流改變流道，導致沖擊器無法連續工作；?

2、活塞機構設計不合理，活塞機構與脈沖發生器存在間隙。泥漿射流，進入活塞缸套后，當泥漿射流換向時，部分固體顆粒不會沿著曲折的射流流體通道被排出，殘留在活塞缸套中，另外還有部分固體顆粒卡在活塞機構與脈沖發生器的間隙中。實踐證明，殘留的固體顆粒積少成多，積聚在缸套和間隙中，使活塞無法運動，致使沖擊器無法工作；?

3、沖錘機構與活塞桿之間的配合是錐面配合，主要依靠錐面之間的預緊摩擦，保持連接。實踐證明：由于泥漿進入錐面起到了潤滑作用，減少了錐面的摩擦力，以及振動等原因，使活塞桿與沖錘脫離連接，導致沖錘不能正常工作。?

4、另外，泥漿射流具有很強的切割、磨削和沖蝕能力，現有的射流式沖擊器，在高速射流流道口，沒有采用耐磨削、抗沖蝕的高硬度硬質合金，或者沒有采用整體結構的硬質合金構件，致使射流元件和沖擊器壽命很短，無法滿足鉆井需要。?

發明內容

為解決現有的射流脈動沖擊錘存在的缺陷，本實用新型提供了一種經濟、實用、高效的射流脈動發生器，以及以本發明射流脈動發生器為基礎的沖錘裝置。?

本實用新型提供了一種射流脈動發生器，由發生器本體和噴嘴采用固定連接構成；其中，發生器本體由發生器基體和左右壓蓋及連接螺栓構成；噴嘴是由硬質合金加工為一整體。?

作為上述技術方案的改進，其中噴嘴為一個圓臺狀或圓柱狀，其內孔為變徑的流線型，其入口的截面為圓形，出口的截面為曲邊矩形。?

作為上述技術方案的改進，其中發生器基體為一釘子形體，由一塊鋼結合金的圓柱體，或者合金鋼的圓柱體加工而成；釘子形體的圓柱體上有密封機構，圓柱體的中心有一個圓錐入口、曲邊矩形出口的錐型孔，圍繞著中心孔，有四個對稱分布的圓孔，其中兩個是螺紋孔，另兩個是射流通孔；釘子形體的矩形體上有兩個射流通道、若干個螺栓通孔、兩個壓力波信號通道，兩通道的出口分別安裝在曲邊矩形出口的兩側。?

本實用新型另外還提供了一種沖錘裝置，其包括由射流脈動發生器、活塞機構和沖錘機構順序連接而成；其中，射流脈動發生器由發生器本體和噴嘴采用固定連接構成；發生器本體由發生器基體和左右壓蓋及連接螺栓構成；噴嘴是由硬質合金加工為一整體；活塞機構是由活塞、活塞套、活塞桿及壓蓋構成；沖錘機構是由沖錘、砧子和沖錘外套組成。?

作為上述沖錘裝置技術方案的改進，其中射流脈動發生器的噴嘴為一個圓臺狀或圓柱狀，其內孔為變徑的流線型錐形孔，其入口的截面為圓形，出口的截面為曲邊矩形。?

作為上述沖錘裝置技術方案的改進，其中發生器基體為一釘子形體，由一塊鋼結合金的圓柱體，或者合金鋼的圓柱體加工而成；釘子形體的圓柱體上有密封機構，圓柱體的中心有一個圓錐入口、曲邊矩形出口的錐型孔，圍繞著中心孔，有四個對稱分布的圓孔，其中兩個是螺紋孔，另兩個是射流通孔；釘子形體的矩形體上有兩個射流通道、若干個螺栓通孔、兩個壓力波信號通道，兩通道的出口分別安裝在曲邊矩形出口的兩側。?

作為上述沖錘裝置技術方案的改進，其中，活塞的柱面上加工有螺旋凹槽，并與缸套內柱面形成間隙配合；活塞桿柱面與缸蓋的中心孔形成間隙配合，在活塞桿上有排屑環，當排屑環移至缸蓋中心孔時，彼此間隙增大，便于排出積?存在缸套中的固相顆粒；活塞桿的一端是錐形體，錐形體的端部有個圓槽通孔；活塞的另一端有凸臺，與活塞和活塞桿是一整體；活塞套與射流脈動發生器本體通過螺栓連接。?