[發明專利]一種用于井下鉆具的自動沖擊鉆頭

有效

• 申請號: 201910864790.0
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN112483004B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 玄令超;王甲昌;張海平;孫明光;臧艷彬;張仁龍;劉曉丹
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B10/36
• 分類號: E21B10/36;E21B10/38
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

1.一種用于井下鉆具的自動沖擊鉆頭，包括：

鉆頭基體(10)，在所述鉆頭基體的內部設有軸向延伸的第一腔體(12)和設置在所述鉆頭基體上的刀翼內部的第二腔體(14)，第一腔體從鉆頭基體的上端面沿軸向向內延伸，第一腔體的上端部分構造成圓柱形腔體部分，下端部分構造成截面面積先遞增后遞減的回轉形腔體部分，第二腔體適應刀翼的分布而設置在刀翼內部，從而使得第二腔體的軸線與第一腔體的軸線呈一定角度分布，且第二腔體的一端與第一腔體連通，另一端延伸至鉆頭基體的端部；

設置在所述第一腔體內的水擊脈沖發生裝置(20)，其包括閥盤機構，所述閥盤機構包括能夠相對轉動的動閥盤(22)和靜閥盤(23)，用于產生周期性的壓力脈沖；以及

安裝在所述第二腔體內的破巖齒(40)，所述破巖齒通過傳動軸(30)與所述水擊脈沖發生裝置(20)連接，并能夠在所述第二腔體內往復運動；

其中，在所述靜閥盤與所述第一腔體的內壁之間設有彈性件(24)，在所述靜閥盤的與所述動閥盤相對的端面上設有砧體(232)，所述砧體的自由端設置成斜面，所述斜面用于與所述傳動軸的端面接觸，傳動軸同心安裝在第二腔體內，且能夠沿第二腔體的軸向方向運動，傳動軸的一端伸出第二腔體而處于第一腔體的回轉形腔體部分內，在傳動軸與第二腔體之間設有密封件(31)，密封件安裝在第二腔體的與第一腔體連通的一端，所述彈性件和所述周期性的壓力脈沖對所述水擊脈沖發生裝置共同作用，能夠使所述水擊脈沖發生裝置發生往復運動，以形成周期性的沖擊力，并將所述周期性的沖擊力通過所述傳動軸傳遞給所述破巖齒，從而進行沖擊破巖。

2.根據權利要求1所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，所述水擊脈沖發生裝置包括能夠在鉆井液的作用下轉動的葉輪(21)，所述動閥盤與所述葉輪的底座固定連接而能夠隨所述葉輪轉動，以使所述閥盤機構的過流面積呈周期性變化，從而產生周期性的壓力脈沖。

3.根據權利要求2所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，所述動閥盤上設有第一偏心流道(221)，所述靜閥盤上設有第二偏心流道(231)，所述第一偏心流道和所述第二偏心流道的截面形狀均為圓形，且在所述動閥盤的轉動作用下周期性地重合交錯，從而使所述閥盤機構的過流面積呈周期性變化。

4.根據權利要求3所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，所述砧體與所述第二偏心流道徑向相對地設置。

5.根據權利要求1所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，在所述第一腔體的內壁上設有第一臺肩(13)，所述彈性件的一端安裝在所述第一臺肩上，另一端與所述靜閥盤的設有砧體的端面接觸。

6.根據權利要求1所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，所述破巖齒包括圓柱形的底座(41)和與所述底座連接的錐型齒體(42)，且所述底座的端面與所述傳動軸的端面接觸。

7.根據權利要求6所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，所述底座的直徑設置成大于所述錐型齒體的直徑，從而在所述底座與所述錐型齒體的連接處形成有臺階部。

8.根據權利要求7所述的自動沖擊鉆頭，其特征在于，在所述第二腔體的內壁上設有第二臺肩(15)，且在所述第二臺肩與所述破巖齒的所述臺階部之間設有復位碟簧(50)。