[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)沖擊裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811615589.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN109555472A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉軍;張昕;張勝鵬;李富強(qiáng);趙繼斌;王偉罡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B4/16
• 分類號(hào): E21B4/16
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

本發(fā)明涉及井下作業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種旋轉(zhuǎn)沖擊裝置，包括外筒、上芯軸、下芯軸、芯軸鐵砧、沖擊發(fā)生件、沖擊驅(qū)動(dòng)組件和沖擊執(zhí)行組件，外筒的上部?jī)?nèi)側(cè)懸掛有能相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的上芯軸，外筒的下部?jī)?nèi)側(cè)限位安裝有能相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的下芯軸，安裝環(huán)槽內(nèi)座有芯軸鐵砧，上芯軸的下部套裝于安裝環(huán)槽內(nèi)并位于芯軸鐵砧的上方，上芯軸的下部和下芯軸的上部傳動(dòng)連接在一起。本發(fā)明通過沖擊驅(qū)動(dòng)組件和沖擊執(zhí)行組件的設(shè)置可使得上芯軸能相對(duì)下芯軸周期性上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可通過沖擊發(fā)生件對(duì)芯軸鐵砧周期性的產(chǎn)生向下撞擊作用力，使得下游鉆頭在鉆進(jìn)過程中受到脈沖式的向下沖擊，使其在鉆進(jìn)作業(yè)中具有良好的破巖效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及井下作業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種旋轉(zhuǎn)沖擊裝置。

背景技術(shù)

常規(guī)鉆井主要是利用轉(zhuǎn)盤或井下動(dòng)力鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭來破碎井底巖石，這種鉆進(jìn)方法被稱為“回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)”。而當(dāng)鉆進(jìn)遇到堅(jiān)硬、破碎巖石以及中等硬度的粗粒不均質(zhì)巖層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鉆頭鉆井效率低，機(jī)械鉆速下降等問題，目前，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)是解決上述問題的一種有效方法，通常是在普通的回轉(zhuǎn)鉆井的鉆具上部加上一個(gè)沖擊器，將連續(xù)的、高頻的沖擊載荷傳遞到鉆頭上，使鉆頭以沖擊和回轉(zhuǎn)切削這兩種方式綜合破碎巖石。

目前，旋轉(zhuǎn)沖擊鉆具存在以下問題：沖擊器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，易損件較多，沖錘沖程短，鉆進(jìn)液的沖蝕以及其中的固相顆粒，使得射流孔道堵塞或開關(guān)閥部件不能達(dá)到設(shè)定的功能，從而導(dǎo)致整個(gè)沖擊器性能不穩(wěn)定，壽命短，沖擊力和振動(dòng)頻率對(duì)外界影響因素敏感，會(huì)隨鉆進(jìn)液排量和壓力等因素的變化而變化，這種變化導(dǎo)致鉆頭沖擊破碎效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)沖擊裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)沖擊鉆具使用沖擊器存在的破碎效果不理想的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種旋轉(zhuǎn)沖擊裝置，包括外筒、上芯軸、下芯軸、芯軸鐵砧、沖擊發(fā)生件、沖擊驅(qū)動(dòng)組件和沖擊執(zhí)行組件，外筒的上部?jī)?nèi)側(cè)懸掛有能相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的上芯軸，外筒的下部?jī)?nèi)側(cè)限位安裝有能相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的下芯軸，下芯軸的上端內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝環(huán)槽，安裝環(huán)槽內(nèi)座有芯軸鐵砧，上芯軸的下部套裝于安裝環(huán)槽內(nèi)并位于芯軸鐵砧的上方，上芯軸的下部和下芯軸的上部傳動(dòng)連接在一起，且上芯軸能相對(duì)下芯軸上下移動(dòng)，上芯軸的下部固定有能在其下行時(shí)撞擊芯軸鐵砧的沖擊發(fā)生件；下芯軸外側(cè)安裝有套裝于外筒內(nèi)側(cè)且能與下芯軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的沖擊驅(qū)動(dòng)組件，外筒內(nèi)側(cè)安裝有座于沖擊驅(qū)動(dòng)組件上的沖擊執(zhí)行組件，所述沖擊執(zhí)行組件能隨著沖擊驅(qū)動(dòng)組件的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述沖擊驅(qū)動(dòng)組件可包括鐵砧底座和鐵砧體，下芯軸的上部外側(cè)固定安裝有鐵砧底座，鐵砧底座的上部固定安裝有鐵砧體，鐵砧體的頂面沿圓周交替均布有凸起部和凹槽部，沖擊執(zhí)行組件包括沖擊砧和滾輪，外筒的內(nèi)側(cè)固定安裝有沖擊砧，沖擊砧下部外側(cè)沿圓周安裝有至少兩個(gè)滾輪，滾輪的下端位于沖擊砧的下方，滾輪座于鐵砧體上且能與凸起部和凹槽部位置相對(duì)應(yīng)。

上述下芯軸的上部外側(cè)可固定有下環(huán)限位件，下環(huán)限位件包括下限位卡套和下卡套固定套，下芯軸的上部外側(cè)安裝有下限位卡套，對(duì)應(yīng)下限位卡套位置的下芯軸外側(cè)沿豎直方向間隔分布有多個(gè)下限位卡槽，下限位卡套內(nèi)側(cè)分布有能分別卡入各個(gè)下限位卡槽內(nèi)的下內(nèi)凸環(huán)塊，下限位卡套的下部外側(cè)設(shè)有下卡位環(huán)臺(tái)，下限位卡套的下部外側(cè)套裝有座于下卡位環(huán)臺(tái)下的下卡套固定套，下限位卡套包括至少兩個(gè)沿圓周分布的下限位卡塊，所有下限位卡塊共同圍合形成環(huán)體，鐵砧底座的下端座于下限位卡套或/和下卡套固定套上。

上述外筒的上部?jī)?nèi)側(cè)可沿豎直方向間隔分布有第一環(huán)臺(tái)和第二環(huán)臺(tái)，上芯軸的上端位于第一環(huán)臺(tái)的上方，上芯軸的下端位于第二環(huán)臺(tái)的下方，對(duì)應(yīng)第一環(huán)臺(tái)和第二環(huán)臺(tái)之間位置的上芯軸外側(cè)設(shè)有上環(huán)限位件，對(duì)應(yīng)第一環(huán)臺(tái)與環(huán)形限位件之間位置以及環(huán)形限位件與第二環(huán)臺(tái)之間位置的上芯軸與外筒之間均限位套裝有推力軸承；第一環(huán)臺(tái)與上芯軸之間、第二環(huán)臺(tái)與上芯軸之間均套設(shè)有上耐磨套。