[發明專利]一種鉆井提速用液力扭轉脈沖沖擊器

有效

• 申請號: 201811053723.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109025827B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 霍新;朱高磊;朱忠偉;梁大鵬;鐘富林;莊純才;王西貴;商文豪;劉立軍;汪朝;宮曉;劉平全;黃輝建;胡可能;宋國強;張帆;張大軍;王福來;王華宇
• 申請（專利權）人: 中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責任公司 21106
• 代理人: 王艷飛;褚貴良

本發明涉及石油鉆井技術領域，特別涉及一種鉆井提速用液力扭轉脈沖沖擊器。該裝置的懸掛外筒內部設置懸掛內筒，懸掛內筒在懸掛外筒內部能夠旋轉，懸掛內筒上部設計為液動沖擊座，液動沖擊座內壁對稱開有兩個扇形動力腔，液動沖擊座外壁上設計有多條流通槽Ⅱ，該流通槽Ⅱ與液動沖擊座側壁上的流通通道相連通，液動沖擊座上端連接上分流壓蓋。本發明實現了周向上給PDC鉆頭提供高頻扭轉沖擊力，軸向上提供脈沖沖擊力，進而用來輔助鉆頭破巖，降低鉆柱粘滑，提高機械鉆速，工具結構簡單，易損件少，巧妙的將鉆井液能量轉化為機械能來提高鉆井速度、延長鉆頭使用壽命。

技術領域：

本發明涉及石油鉆井技術領域，特別涉及一種鉆井提速用液力扭轉脈沖沖擊器。

背景技術：

在油田深井、超深井鉆井作業過程中，由于地層巖石抗壓抗剪強度大，使用常規牙輪鉆頭壽命低，需多次起下鉆，進而增加鉆井周期，影響鉆井時效。當使用PDC鉆頭時，由于PDC鉆頭特有的切削原理，往往會使鉆柱產生粘滑現象，鉆柱扭轉發生劇烈震蕩，從而導致PDC鉆頭急劇磨損，造成井眼形狀不規則等，容易引發井下事故，甚至造成PDC鉆頭失效。

目前，國內外針對深井鉆井提速提效技術配套研制了多種類似工具，此類工具往往只能產生軸向沖擊力或者只能產生周向沖擊力，且效果并不理想。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種鉆井提速用液力扭轉脈沖沖擊器，該裝置實現了周向上給PDC鉆頭提供高頻扭轉沖擊力，軸向上提供脈沖沖擊力，進而用來輔助鉆頭破巖，降低鉆柱粘滑，提高機械鉆速，工具結構簡單，易損件少，巧妙的將鉆井液能量轉化為機械能來提高鉆井速度、延長鉆頭使用壽命。克服了現有鉆井提速工具只能產生軸向沖擊力或者只能產生周向沖擊力，且使用效果不理想的不足。

本發明所采取的技術方案是：一種鉆井提速用液力扭轉脈沖沖擊器，包括懸掛外筒；懸掛外筒內部設置懸掛內筒，懸掛內筒在懸掛外筒內部能夠旋轉，懸掛內筒上部設計為液動沖擊座，液動沖擊座內壁對稱開有兩個扇形動力腔，液動沖擊座外壁上設計有多條流通槽Ⅱ，該流通槽Ⅱ與液動沖擊座側壁上的流通通道相連通，液動沖擊座上端連接上分流壓蓋；

該上分流壓蓋設計有中心通道，上分流壓蓋側壁上設有分流通道，該分流通道與上述中心通道和上分流壓蓋外部形成的高壓腔相連通，上分流壓蓋外壁上設計有多條與流通槽Ⅱ和上述高壓腔相通的流通槽Ⅰ；

液動沖擊座內部設置液動沖擊錘，液動沖擊錘外壁對稱設計有兩個扇形沖擊臂，該扇形沖擊臂兩側側面上均開有通向液動沖擊錘內部的進液通道，該扇形沖擊臂置于扇形動力腔內并將扇形動力腔分成兩個腔室，液動沖擊錘內壁對稱設計有兩個凸塊，該凸塊兩側側面上均開有通向液動沖擊錘外部的進液口；

液動沖擊錘內部設置啟動換向器，啟動換向器外壁上對稱開有兩個換向腔，凸塊置于該換向腔內，啟動換向器外壁上開有多條泄流槽，啟動換向器側壁上對稱開有兩個進液通道；

啟動換向器套裝在內分流座上，內分流座設計有中心通道，內分流座側壁上均布有分流孔，內分流座底端設計有底座，底座內開有泄流通道，該泄流通道能夠連通泄流槽和內分流座中心通道；

通過啟動換向器的換向腔的換向旋轉能夠使扇形動力腔內兩個腔室液壓大小進行變換，進而使扇形沖擊臂在扇形動力腔內往復旋轉并撞擊液動沖擊座；

懸掛內筒內下部設置液動旋流器，液動旋流器中心為通孔，液動旋流器上均勻分布有多個旋流葉片，旋流葉片與液動旋流器外殼構成高壓旋流腔，液動旋流器中心通孔內的高壓流體能夠通過液動旋流器上均布的分流孔道進入高壓旋流腔，進而帶動液動旋流器作周向旋轉，液動旋流器下端設計有上盤閥，上盤閥周向均布有多個流通孔Ⅰ，上盤閥置于下盤閥上，下盤閥上設計有多個與流通孔Ⅰ相對應的流通孔Ⅱ，下盤閥固定于懸掛內筒上，上盤閥和下盤閥能夠相對旋轉。

懸掛內筒下端連接鉆頭。