[發明專利]一種扭力沖擊器及其應用

在審

• 申請號: 202211599878.2
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN116006081A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 何超;徐文;李枝林;許期聰;鄧虎;譚賓;李偉成;徐建超;姚建林
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B10/36
• 分類號: E21B10/36;E21B10/46;E21B10/60
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 張敏

本發明提供了一種扭力沖擊器及其應用，所述沖擊器包括外殼、上引導管、承沖體、沖擊件、傳動件和中心管，中心管、傳動件、沖擊件、承沖體和外殼由內而外依次套接并固定；上引導管上設有分流孔；外殼和上引導管之間形成空腔，承沖體上設有第一過液孔，沖擊件上設有第二過液孔，上引導管的內腔、分流孔、空腔、第一過液孔和第二過液孔能夠連通并通入流體帶動傳動件在限制角度范圍內轉動；傳動件上設有第三過液孔，傳動件與中心管之間形成環腔，中心管上設有第四過液孔，中心管的內腔、第四過液孔、環腔、第三過液孔和第二過液孔之間能夠隨著傳動件的轉動相互連通，并能夠通入流體帶動沖擊件在限制角度范圍內轉動同時對承沖體產生往復沖擊。

技術領域

本發明涉及油氣井鉆井井下工具技術領域，具體來講，涉及一種扭力沖擊器及其應用。

背景技術

扭力沖擊器可以解決PDC鉆頭在鉆進時出現的粘滑問題，有助于提高PDC鉆頭的鉆進效率，主要原理是將鉆井液的流體能量轉化為機械沖擊能量，利用扭力沖擊器所產生的周向往復扭轉沖擊載荷使鉆頭以較高的轉速及較大的轉矩切削地層，避免因鉆頭轉矩不足而誘發粘滑振動和橫向渦動現象。現有的扭力沖擊器在結構上依舊存在著不足之處，致使現有扭力沖擊器的沖擊頻率低且穩定性較差。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的上述不足中的至少一項。例如，本發明的目的之一在于提供一種扭力沖擊器及其應用，以提高扭力沖擊器的沖擊頻率及穩定性。

為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種扭力沖擊器，包括外殼、上引導管、承沖體、沖擊件、傳動件、中心管和下引導管，其中，中心管、傳動件、沖擊件、承沖體和外殼由內而外依次套接并在軸向和徑向相對位置固定，上引導管的下端套設在中心管的上端并穿設在外殼中，上引導管的側壁上開設有若干個分流孔，外殼的內壁和上引導管的外壁之間形成有空腔，承沖體的側壁上開設有若干個第一過液孔，沖擊件的側壁上開設有若干個第二過液孔，上引導管的內腔、分流孔、空腔、第一過液孔和第二過液孔能夠連通并通入流體帶動傳動件在限制角度范圍內轉動；傳動件的側壁上開設有若干個第三過液孔，傳動件的內壁與中心管的外壁之間形成有環腔，中心管的側壁上開設有若干個第四過液孔，中心管的內腔、第四過液孔、環腔、第三過液孔和第二過液孔之間能夠隨著傳動件的轉動相互連通，并能夠通入流體帶動沖擊件在限制角度范圍內轉動同時對承沖體產生往復沖擊。

可選擇地，所述傳動件的外壁上可設有若干個第一擋塊，所述沖擊件的內壁上設有若干個第二擋塊，每個第二擋塊均位于相鄰的兩個第一擋塊之間，第一擋塊能夠被置于所述第二過液孔的孔口處，第一擋塊能夠在受到流經所述第一過液孔和第二過液孔的流體的驅動下帶動所述傳動件相對于所述沖擊件轉動，并使所述傳動件轉動到最大角度時使第二擋塊與其另一側的第一擋塊抵接。

可選擇地，所述第一擋塊上朝向所述第二擋塊的側面與所述第一擋塊的外端面的交界處開設有第一驅動面，第一驅動面能夠被置于所述第二過液孔的孔口處，流經所述第一過液孔和第二過液孔的流體能夠作用在第一驅動面上帶動所述傳動件轉動。

可選擇地，所述承沖體的內壁上可開設有若干個沖擊槽，所述沖擊件的外壁上設有與沖擊槽數量相同的沖擊部，每個沖擊部分別容納在一個沖擊槽中，沖擊部能夠在受到流經所述中心管的內腔、第四過液孔、環腔、第三過液孔和第二過液孔的流體的驅動下帶動所述沖擊件轉動，并撞擊沖擊槽的側壁對所述承沖體產生沖擊。

可選擇地，所述沖擊槽的側壁與所述承沖體上相鄰兩個所述沖擊槽之間的內壁的交界處可開設有第二驅動面，第二驅動面能夠被置于所述第二過液孔的孔口處，流經所述第二過液孔的流體能夠作用在第二驅動面上帶動所述沖擊件轉動。

可選擇地，所述沖擊器還可包括下接頭和軸向鎖定機構，下接頭通過軸向鎖定機構與所述外殼固定連接。