[發明專利]沖擊回轉鉆用沖擊器

無效

• 申請號: 87103924.9
• 申請日: 1987-06-02
• 公開（公告）號: CN1009849B
• 公開（公告）日: 1990-10-03
• 發明（設計）人: 李鳳;張玉蘭
• 申請（專利權）人: 華北石油職工大學;華北石油管理局第二勘探公司華北石油管理局二連石油勘探開發公司
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06;E21B7/24
• 代理公司: 石油工業專利服務中心
• 代理人: 李玉明

本發明應用于鉆探技術領域中。采用沖擊回轉鉆進方法時，產生沖擊力的一種工具。主要由殼體和能產生沖擊功的活塞式振蕩缸，活塞下部帶有沖錘，沖錘作往復運動，沖擊鐵砧，對鉆頭產生沖擊功。它可以適用于洗井液為磨礫度較大的鉆井泥漿的石油鉆井，也適用于水文、地質鉆井。

沖擊回轉鉆進是二十世紀初發明的一種效率較高的鉆井方法。沖擊回轉鉆進方法就是在目前一般回轉鉆進的基礎上，增加一個振動沖擊器，將沖擊器接在鉆頭的上部，鉆頭在一定的軸向壓力下高速回轉的同時，沖擊器對鉆頭施加有周期的沖擊載荷，加速鉆頭破碎巖石。沖擊回轉鉆進的方法，可以提高鉆進速度，提高井孔質量，降低鉆井成本。這種方法在水文、地質的鉆井中取得了較好的效果。

目前，國內外的沖擊器的種類很多，也有與本發明較為接近的技術。如美國專利公開的一份專利號為4280570的專利，是一種主要用壓縮空氣為動力源的沖擊器。它是由一個延外殼和中心管作往復運動的主活塞和換向機構所組成。主活塞在多通道中心管和換向控制閥的控制下，上下運動并對主活塞下部的中間活塞產生沖擊，又通過中間活塞對鉆頭施加沖擊，加速鉆頭破碎巖石。主活塞在較純凈的介質，壓縮空氣的推動下，作上下運動，對中心管和閥件的磨損較小。在用壓縮空氣為動力的鑿巖作業中，其沖擊器的壽命長，能發揮出較好的作用。在石油鉆井中使用的洗井液是鉆井泥漿，鉆井泥漿中含有大量泥砂，所以泥漿的磨礫度較高。在泥漿作為工作介質的條件下，這種的沖擊器有兩個不可克服的問題。一、中心管與主活塞磨損很快，影響沖擊器的壽命;二、全部鉆井泥漿都要通過控制閥，因此鉆井泥漿對控制閥的磨損也很快。這樣使得沖擊器的工作壽命降低。

在石油鉆井中，有采用滑閥控制的沖擊器和平面閥加彈簧控制的沖擊器。因為滑閥一次控制，全部泥漿通過滑閥，滑閥磨損很快，有用幾個小時就失去作用;彈簧在高頻振蕩的受力情況下，產生疲勞損壞，直接影響沖擊器的工作壽命，影響了推廣使用。

本發明的目的是創造一種沖擊工具，減少工作介質對控制閥的磨損，提高沖擊器工作壽命。另一個目的是使控制閥系統的結構更合理，開啟靈活，改善沖擊器的性能，即使是在工作條件比較差的石油鉆井中也能適用。

附圖說明：

附圖1是本沖擊器的工作原理圖;

附圖2是本沖擊器的剖面圖;

附圖2a是沖擊器的上半部分的剖面圖;

附圖2b是沖擊器的下半部分的剖面圖;

附圖3是附圖2中的A-A剖面圖;

附圖4是附圖2中的B-B剖面圖。

首先了解本沖擊器的工作原理，更有利于理解本發明。

當具有一定壓力的流體進入沖擊器，分流器將它分成兩路，一路進入振蕩器（2），一路通向信號分配器（3）和工作閥（6）。流體通過振蕩器（2），使振蕩器（2）發生振蕩信號，信號分配器（3）將通道（1）的流體按振蕩信號分配，指令工作閥（6）工作。下面分兩步說明沖擊器的工作狀態：

附圖1a中振蕩器（2）發生振蕩，信號分配器（3）發指令，使得通道（4）是高壓流體，通道（5）是低壓流體，這時工作閥（6）所處的位置能使通道（1）的流體進入振蕩缸（7）的活塞上腔，振蕩缸（7）的活塞下腔的流體經過工作閥（6），流向沖擊器的外部，振蕩缸（7）的活塞帶動沖錘（8）向下運動，完成一次對鉆頭的沖擊。

附圖1b中振蕩器（2）變換位置，發出不同信號，信號分配器（3）變換指令，使通道（5）是高壓流體，通道（4）是低壓流體，推動工作閥（6）換向。工作閥這時的位置，能使通道（1）的流體進入振蕩缸（7）的活塞下腔，振蕩缸（7）的活塞上腔的流體經過工作閥（6）流向沖擊器外部，振蕩缸（7）的活塞帶動沖錘（8）向上運動，作好下次沖擊準備。

有一定壓力的高壓液體連續通過振蕩器（2），振蕩器（2）產生連續變化信號，信號分配器（3）按振蕩器（2）的信號指令工作閥連續工作，振蕩缸（7）的活塞在工作閥（6）的指令下帶動沖錘（8）連續產生沖擊。

本沖擊器的結構特點：

在殼體（16）內的上部裝有三通式分流器（9）。進入沖擊器的鉆井泥漿首先進入三通式分流器（9）的入口，經三通式分流器（9）分為兩部分。大部分鉆井泥漿從分流器（9）與殼體（16）組成的通道（29）通過;一小部分鉆井泥漿從分流器（9）內部的通道（20）進入振蕩器（10），使振蕩器（10）工作。分流器（9）的外形基本為圓柱體，為使分流器（9）能與殼體（16）組成通道（29），在分流器（9）的圓柱體外表面，延軸向切出通道，形成通道（29）。