[發明專利]一種頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備

在審

• 申請號: 201610128183.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105625937A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 譚玉礦;孟慶坤
• 申請（專利權）人: 唐山玉聯機電有限公司
• 主分類號: E21B4/16
• 分類號: E21B4/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;雷秋芬

1.一種頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，它與地面動力系統配合完成頁 巖氣的鉆井作業；所述頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備包括上接頭（1）、外套管（7）、分流 管（2）、閥室組件（3）、專用控制管（4）、活塞組件、下接頭（8）和鉆頭（9）；所述鉆頭（9）布置在 井筒底部，鉆頭（9）通過下接頭（8）、外套管（7）、上接頭（1）與地面動力系統中鉆桿（12）連 接，通過鉆桿（12）帶動鉆頭旋轉鉆進；所述分流管（2）、閥室組件（3）、專用控制管（4）、活塞 組件由上到下依次套裝在外套管的內部，在分流管（2）、閥室組件（3）、專用控制管（4）和活 塞組件中設置上下貫通的動力液通道；所述活塞組件包括活塞（5）和缸筒（6），所述活塞（5） 與專用控制管（4）及閥室組件（3）配合，通過對動力液壓力的控制，驅動活塞（5）在缸筒（6） 內往復運動，對鉆頭（9）施加周期性沖擊力。

2.根據權利要求1所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述分流管 （2）上端與上接頭（1）裝配，下端通過噴嘴（2-3）與閥室組件（3）連通，在所述分流管（2）的管 壁上設置一組分流孔（2-1），在所述分流管（2）的管壁內表面上設置過濾網（2-2）。

3.根據權利要求1或2所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述閥室 組件（3）包括閥室殼體（3-1）、閥座（3-2）和閥芯（3-4）；所述閥室殼體（3-1）上端通過閥座 （3-2）與分流管（2）連接，在閥室殼體（3-1）上半部分沿軸向設置工作液第一導流槽（3-1- 1），并沿徑向設置貫通工作液第一導流槽（3-1-1）的閥室殼體第一導流孔（3-1-2），在閥室 殼體下半部分傾斜布置連通工作液第一導流槽（3-1-1）的工作液第二導流槽（3-1-3），所述 工作液第二導流槽（3-1-3）一端與沿軸向設置的工作液第三導流槽（3-1-4）連通，另一端與 閥室殼體內腔連通，所述工作液第三導流槽（3-1-4）設有與閥室殼體內腔連通的閥室殼體 第二導流孔（3-1-5）；所述閥芯（3-4）設有閥芯中心孔（3-4-1），在閥芯（3-4）中部設置閥芯 導流孔（3-4-2），在閥芯外壁的上部設置閥芯環槽（3-4-3），在閥芯外壁的下部設置與專用 控制管（4）配合的環狀定位面（3-4-4）。

4.根據權利要求3所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述閥室組件 （3）中還設有閥室襯套（3-3），所述閥室襯套（3-3）嵌裝在閥室殼體（3-1）內腔中，套裝在閥 芯（3-4）外面，在所述閥室襯套（3-3）上設置與閥室殼體第一導流孔（3-1-2）對應的閥室襯 套導流孔（3-3-1）。

5.根據權利要求4所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述專用控制 管（4）為階梯套管結構，其大徑端外壁與閥室殼體（3-1）的內壁配裝，在其大徑端外壁上沿 圓周方向均布六個用于導通動力液的長槽（4-1），在專用控制管小徑端側壁上沿圓周方向 均布的十二個細長孔（4-2），其中六個細長孔與所述六個長槽連通，另外六個細長孔與閥室 殼體（3-1）上傾斜布置的工作液第二導流槽（3-1-3）連通，所述細長孔（4-2）下端設置封堵 結構（4-4），在專用控制管（4）的小徑端軸向不同位置處沿圓周方向開設與所述細長孔（4- 2）貫通的六個控制孔（4-3）。

6.根據權利要求5所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述活塞（5） 為設有動力液通道的中空結構，在活塞內壁上設有與專用控制管（4）配合的活塞第一內環 槽（5-1）和活塞第二內環槽（5-2），在活塞外側壁上設有用于活塞向上運動時承受動力液推 力的環狀階梯面（5-3）。

7.根據權利要求6所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，在所述活塞 （5）與缸筒（6）的配合面上涂覆密封耐磨涂層。

8.根據權利要求7所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述活塞（5） 與缸筒（6）的配合面上涂覆的密封耐磨涂層為碳化鎢或者碳化硼涂層。

9.根據權利要求8所述的頁巖氣專用沖擊式液動錘鉆井設備，其特征是，所述鉆頭（9） 為帶有保徑齒結構的金剛石鉆頭。