[實用新型]一種三維振動鉆井沖擊裝置

有效

• 申請號: 202021597029.X
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN213359980U
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李俊;林仁策;李永安;林國榮;陳龍
• 申請（專利權）人: 浙江歐菲石油設備有限公司;浙江睿智鋼業有限公司
• 主分類號: E21B4/14
• 分類號: E21B4/14;E21B4/08;E21B4/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 徐金杰

本實用新型涉及一種三維振動鉆井沖擊裝置，包括下部連接體、橫向沖擊發生組件和縱向沖擊發生組件，橫向沖擊發生組件，包括下體、換向器和旋沖錘；縱向沖擊發生組件，包括上體、縱向沖擊部和傳動部，傳動部包括中心管和中間管，換向器帶動中心管轉動，縱向沖擊部的沿軸向的兩端形成有第一驅動腔和第二驅動腔，縱向沖擊部包括重錘，重錘設置在上體內壁及傳動部之間，重錘的內外壁上分別設有多道凹槽，且內外壁的凹槽之間通過通孔連通，重錘的上端面上設有與通孔連通的注油孔，且注油孔內設有密封塞。本實用新型的重錘上設計迷宮型油脂流道，可以用來減小重錘與中間管、腔體的摩擦，延長使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及鉆井工程技術領域，具體而言，涉及一種三維振動鉆井沖擊裝置。

背景技術

近幾年來，世界各國油田、有關高校和科研單位、以及一些公司企業，在油氣田井開采鉆探中，特別在較硬地層和研磨性地層中開采，其費用成本高、效率低下，成為困惑人們的一道技術難題。目前在正常鉆井條件下，ＰＤＣ鉆頭能連續地破碎剪切較硬地層和研磨性地層。用ＰＤＣ鉆頭打難鉆進地層時，通常沒有足夠的扭矩來破碎地層，從而使鉆頭瞬間停止轉動。這時，扭轉能量在鉆柱中儲存，鉆柱會像發條一樣扭緊，一旦產生了剪切破碎地層所需的扭矩，鉆柱能量便會釋放開來，在ＰＤＣ齒上施加比平常高得多的沖擊載荷，最終使金剛石齒破碎并導致鉆頭失效。這種猛烈變化運動被稱之為“卡－滑”現象，這種現象會導致鉆頭過早失效，也會縮短下部鉆具的使用壽命。

在現有技術中，中國專利（專利申請號：2015102003668）公開了一種鉆井沖擊裝置，該裝置包括鉆頭安裝部、橫向沖擊發生組件和縱向沖擊發生組件。上述鉆井沖擊裝置在高壓鉆井液的驅動下工作。當橫向沖擊發生組件工作時，第一殼體內的第一換向管轉動，橫向沖擊發生組件產生一定頻率的橫向扭轉沖擊力。此時，縱向沖擊發生組件中的傳動部在第一換向管的驅動下開始工作，從而帶動縱向沖擊部作軸向往復運動，產生一定頻率的軸向沖擊力。

該裝置的縱向沖擊發生組件中的沖擊錘與殼體間摩擦頻率較高，且沖擊錘與殼體內部兩端沖擊較大，殼體和沖擊錘均容易損壞，影響使用壽命，且該裝置部件較多，穩定性差，容易發生故障。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種三維振動鉆井沖擊裝置，該裝置不僅能解決現有技術中的PDC鉆頭的鉆井速度和鉆井效率較低的問題，而且該裝置的使用壽命有較大提高。

為了實現上述目的，本實用新型采用了以下的技術方案：

一種三維振動鉆井沖擊裝置，包括依次連接的用來連接鉆頭的下部連接體、橫向沖擊發生組件和縱向沖擊發生組件，所述橫向沖擊發生組件，包括下體及可轉動的設置在所述下體內的換向器和旋沖錘；所述縱向沖擊發生組件，包括上體及設置在上體內的縱向沖擊部和傳動部，所述傳動部包括中心管和中間管，所述換向器與中心管連接，且換向器帶動中心管轉動，所述縱向沖擊部的沿軸向的兩端形成有第一驅動腔和第二驅動腔，所述中心管內部設置有高壓液體通道，所述中心管和中間管之間形成泄壓通道，所述第一驅動腔和第二驅動腔中的一個與所述高壓液體通道連通時，所述第一驅動腔和所述第二驅動腔中的另一個與所述泄壓通道連通，所述縱向沖擊部包括重錘，所述重錘設置在上體內壁及傳動部之間，所述重錘的內外壁上分別設有多道凹槽，且內外壁的凹槽之間通過通孔連通，所述重錘的上端面上設有與通孔連通的注油孔，且注油孔內設有密封塞。

作為優選方案，所述重錘套設在所述中間管上，重錘沿所述中間管軸向移動，所述縱向沖擊部還包括設置在所述第一驅動腔內的定位塊，所述定位塊以及第二驅動腔端面上均通過螺釘及墊片固定有彈簧。

作為優選方案，所述定位塊上設有第一O形圈，所述中間管與上體之間設有第二O形圈。

作為優選方案，所述中間管上設置有分別與第一驅動腔、第二驅動腔位置對應的連通孔，第一驅動腔對應的連通孔與第二驅動腔對應的連通孔沿所述中間管的周向錯位設置，所述中心管上設置有分別與第一驅動腔對應的連通孔、第二驅動腔對應的連通孔相對應的徑向連通管，徑向連通管的末端均與所述中間管的內壁相貼合。