[發(fā)明專(zhuān)利]高頻扭轉(zhuǎn)復(fù)位軸向振動(dòng)沖擊工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610848397.9
• 申請(qǐng)日: 2016-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106639943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田家林;楊應(yīng)林;楊琳;胡書(shū)輝;蔡旭東;杜凡;周韜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B28/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B28/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆井工程的高頻扭轉(zhuǎn)復(fù)位沖擊工具，通過(guò)螺紋連接安裝在鉆頭上部，包括渦輪總成、轉(zhuǎn)換總成、沖擊總成。所述的轉(zhuǎn)換總成前端接沖擊總成，后端接渦輪總成；通過(guò)轉(zhuǎn)換總成實(shí)現(xiàn)泥漿通道周期性變化，利用流道變化產(chǎn)生性的壓差推動(dòng)滑套向前移動(dòng)，產(chǎn)生軸向位移與軸向作用力，作用在沖擊花鍵上，驅(qū)動(dòng)沖擊花鍵與沖擊錘一起向前運(yùn)動(dòng)，沖擊錘前端扭簧壓縮，沖擊錘沖擊砧子，滑套后移時(shí)，扭簧對(duì)沖擊錘施加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使沖擊錘轉(zhuǎn)動(dòng)，沖擊錘進(jìn)入另一個(gè)花鍵槽，此后重復(fù)此周期性運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的高頻扭轉(zhuǎn)復(fù)位軸向振動(dòng)沖擊工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)鉆頭和地層的適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠提高鉆井效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆探工程領(lǐng)域的高頻扭轉(zhuǎn)復(fù)位軸向振動(dòng)沖擊工具。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，油氣需求量越來(lái)越大，而我國(guó)淺層油氣資源則口益枯竭，油氣開(kāi)采必然向更深、更硬地層方向發(fā)展，并且我國(guó)的深層油氣儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，油氣資源開(kāi)采難度也逐漸加大。因此石油天然氣鉆井所鉆地層將會(huì)越來(lái)越深，地質(zhì)年代會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)遠(yuǎn)，巖石越來(lái)越硬。但是，鉆井技術(shù)水平限制著深井、超深井的發(fā)展，提高深井硬巖鉆井速度成為鉆井界鉆研的重要課題之一。當(dāng)前油氣田勘探開(kāi)發(fā)鉆井中仍選用傳統(tǒng)的牙輪鉆頭，配合PDC鉆頭及噴射鉆井裝置的旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)。鉆井過(guò)程當(dāng)中碰到硬地層時(shí)，鉆井效率降低，鉆頭壽命變的更短，鉆井周期變的更長(zhǎng)，成本升的更高。

因此，如何有效提高深部地層的鉆井效率是當(dāng)今鉆井工程中急需解決的一個(gè)問(wèn)題，探求更新、更高效的破巖技術(shù)，提高鉆井速度、降低鉆井成本、縮小勘探開(kāi)發(fā)周期，這是鉆井技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。沖旋鉆井技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，不過(guò)目前仍存在壽命短、受鉆井液性能影響較大，沖擊振動(dòng)參數(shù)不合理，單方面提高沖擊功等方面的問(wèn)題，這些因素阻礙了沖擊鉆井技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，所以開(kāi)展新型沖擊鉆井工具的研制已經(jīng)是沖旋鉆井技術(shù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

為了探索解決現(xiàn)有沖擊振動(dòng)工具壽命短、沖擊振動(dòng)參數(shù)不合理、不能有效提高深井鉆速等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高頻扭轉(zhuǎn)復(fù)位軸向振動(dòng)沖擊工具。本發(fā)明的沖擊工具通過(guò)轉(zhuǎn)換總成實(shí)現(xiàn)泥漿通道周期性變化，利用流道變化產(chǎn)生性的壓差推動(dòng)滑套向前移動(dòng)，產(chǎn)生軸向位移與軸向作用力，作用在沖擊花鍵上，驅(qū)動(dòng)沖擊花鍵與沖擊錘一起向前運(yùn)動(dòng)，沖擊錘前端扭簧壓縮，沖擊錘沖擊砧子，從而對(duì)鉆頭產(chǎn)生高頻沖擊振動(dòng)作用，當(dāng)滑套后移時(shí)，扭簧對(duì)沖擊錘施加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使沖擊錘轉(zhuǎn)動(dòng)，使沖擊錘進(jìn)入另一個(gè)花鍵槽，此后重復(fù)此周期性運(yùn)動(dòng)。