[實用新型]沖程差動式高能液動潛孔沖擊器

有效

• 申請號: 201420777829.8
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204326957U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 彭枧明;孫銘澤;張鑫鑫;孫強;楊冬冬;紀天坤;博坤;羅永江;李鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本實用新型涉及一種鉆探機具，尤其是用于油氣鉆井、礦產勘探、干熱巖快速鉆井用高能液動潛孔沖擊器。

背景技術

在各類鉆井工程中，鉆進效率是制約各類鉆井工程成本的主要因素，采用高效能的鉆井工具能夠在鉆進堅硬、破碎地層過程中大幅提高鉆進效率，有效降低鉆井成本。現有的各類鉆進方法中，沖擊回轉鉆進工藝被認為是最為高效的鉆進方法，風動潛孔錘是目前鉆進效率最高的潛孔錘鉆具，然而由于其鉆進深度受地層背壓限制，只能用于淺孔鉆進。現有的各類液動潛孔沖擊器采用鉆井液作為動力傳輸介質，能夠適用于各類鉆孔工程并不受井深限制，但均未采用沖程差動回路，不能形成較大的沖擊末速度，單次沖擊功小，鉆進效率遠遠低于風動潛孔錘鉆進。在深井鉆進中，鉆具的使用壽命也是影響鉆進效率的關鍵因素之一，因此發展具有高沖擊功，長壽命的液動潛孔沖擊器，對促進深部礦產勘探、地熱資源開發利用和提高油氣鉆井效率具有重要意義。

CN201420513172.4公開了一種《閥式高能液動潛孔錘》，其閥芯采用運動臺階面對流體進行控制，配合面多，加工精度要求高，容易磨損。且閥芯沒有緩沖機構，閥芯行程死點容易因頻繁剛性碰撞而壞損失效，不利于高能持續輸出。其活塞加工多段臺階面，總體軸向尺寸較長，配合面多，摩擦面積較大，在井底復雜環境中可靠性較差。

發明內容：

本實用新型針對現有各類液動潛孔沖擊器存在的不足，提供了一種沖程差動式高能液動潛孔沖擊器。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

沖程差動式高能液動潛孔沖擊器，是由鉆頭20上的花鍵與花鍵套19上的花鍵槽滑動配合，鉆頭20沿軸向滑動，并通過半圓卡17與鉆頭20下部臺階對鉆頭20限位，防止鉆頭從花鍵套中滑落，花鍵套19通過螺紋與外管18連接，外管18與中接頭15螺紋連接，中間接頭15通過螺紋與外缸9連接，缸套11與端蓋套13采用過盈配合分別裝入缸體10和下缸蓋14中，活塞12加工成直徑不同的兩段，形成活塞臺階面32，活塞大直徑段全部配合表面與小直徑段下端配合表面加工有螺旋槽，活塞12與缸套11以及缸蓋套13間隙配合，使活塞12在缸套11與下缸蓋14中自由滑動；缸套11從上到下徑向依次開有閥套內部腔體到活塞后腔下端徑向閥口通道XⅦ，閥后腔到活塞后腔下端徑向閥口通道XⅧ，閥前腔到活塞后腔下端徑向閥口通道XⅨ，活塞前腔到閥后腔徑向閥口通道ⅩⅩ，防空打高壓流體徑向閥口通道XXⅠ以及活塞前腔常高壓流體徑向通道；下缸蓋14通過定位銷34定位，密封圈密封，下缸蓋14插入到缸體10下端，并被中接頭15的內臺階壓緊在缸體10下端，活塞12下端小直徑段與沖錘16通過錐面過盈配合連成一體，沖錘16與中間接頭15存有間隙可自由滑動，缸體10間隙配合裝入外缸9中，閥墊8與閥套6間隙配合裝入缸體10中，閥墊8徑向開有低壓排空通道XⅥ；閥套6從上到下徑向依次開有閥后腔到活塞后腔上端徑向閥口通道Ⅵ，閥前腔到活塞后腔上端徑向閥口通道Ⅷ，閥套內部腔體到活塞后腔上端徑向閥口通道Ⅸ以及閥前腔到活塞后腔上端徑向閥口通道XⅢ，且設置密封圈來防止各徑向閥口通道處流體相互溝通；缸體10軸向設置5對軸向孔道，且在上端軸向孔道末端，通過堵頭21插入焊接封死；滑閥7間隙配合裝入閥套6中，滑閥7在閥套6內往復運動，滑閥7設有4段臺階，與閥蓋套5及閥套6共同形成緩沖臺階31、閥后腔22、閥中部常高壓腔24、閥套內部腔體25和閥前腔23；滑閥7中部貫通，形成閥中心通道與低壓排空通道溝通，閥中心通道下端徑向均布4個孔道XⅡ和一個以上孔道XⅤ；；閥蓋套5與閥套6過盈配合裝入閥套6上端，并以閥套6上臺階限位，且閥蓋套5內表面與滑閥7間隙配合，滑閥7上端在閥蓋套5中滑動；閥蓋4通過定位銷3定位與密封圈密封，插入缸體10上端孔中，閥蓋4徑向開有低壓排空通道Ⅳ，上端安放有調整墊2，缸體10徑向開有與各徑向通道相對應的孔道，并與5對軸向孔道進行溝通。整個高能液動潛孔沖擊器上部通過上接頭1與中接頭15分別與外缸9螺紋連接，將內部各零件封裝成整體。

所述活塞12與缸套11以及缸蓋套13配合處設有螺旋槽。

所述緩沖臺階31與緩沖穴28的間隙為0.05-1.0mm。

所述滑閥7向下運動時，滑閥7前腔設有的節流孔ⅩⅤ排出前腔液體，一個以上節流孔沿徑向均布設置，節流孔ⅩⅤ直徑為1-10mm。