[其他]鉆井用的錘擊鉆頭

無效

• 申請號: 88102386
• 申請日: 1988-04-23
• 公開（公告）號: CN88102386A
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 梅爾文·塞繆爾·詹姆斯·恩尼
• 申請（專利權）人: 梅爾文·塞繆爾·詹姆斯·恩尼斯
• 主分類號: E21B10/38
• 分類號: E21B10/38
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陳展元

本發明涉及一種鉆井用的錘擊鉆頭。

人們已經知道用于鉆井稱為“潛孔”型的錘擊鉆頭。這種錘擊鉆頭，是利用一個安裝在鉆機頭部內部并由壓力流體驅動的錘擊機構，向由鉆頭頭部攜帶的刀頭進行反復的沖擊。

現有兩種基本型式的錘擊機構，即無閥機構和有閥機構。在后一型式中，一個壓力操縱閥引導壓力流體作用于錘擊活塞的一端或另一端。在無閥型式中，其錘擊活塞本身起一個閥門的作用，這樣則各個流體流動通道就根據該活塞的位置進行打開或關閉。本發明是關于無閥型式的錘擊鉆頭。

無閥式錘擊機構的許多種不同的設計已為人們熟知，但是在現有設計中采用了非常復雜的活塞設計結構，在錘擊活塞形成了復雜的開口和/或通道。由于錘擊活塞在使用中是經受非常大的力，這些復雜的結構能夠導致活塞的損壞。

本發明的目的是提供一種避免這一缺陷的無閥式錘擊鉆頭。

按照本發明所提供的無閥式錘擊鉆頭包括一個管體，在其一端安裝管形鉆桿組，在該管體的另一端安裝有一個卡頭，一個掘進鉆頭由該卡頭夾持著并可相對于該卡頭進行軸向活動，一個位于管體內與其同軸的并與掘進鉆頭上的一個孔相滑動配合的內管，一個環形截面活塞可滑動地安裝在該內管上，該活塞與在內管的側壁上加工出的孔口共同作用，用以控制由上述內管通向內管與管體之間的腔體的高壓流體的供給而這些腔體分別設置在管體的兩對面端部，一個在卡頭內加工出的排放口，以活塞外部的閥表面，與管體的側壁和在卡頭上的一個閥套共同作用，用以控制該腔體與該排放口的連通情況，以此在使用中使該活塞在管體內往復地滑動，反復地向著掘進鉆頭發送沖擊。

安排使內管完全穿過活塞延伸，并形成有用于錘擊機構的高壓開口，而使活塞的形狀非常簡單。該活塞的內部可以是有簡單臺階的圓筒形。同樣地，其外部也可以保持極其簡單的形狀。

活塞形狀這樣簡單，不僅能夠避免在已知的復雜結構活塞中所產生的應力集中，它最終會導致活塞的損壞，而且它還能夠在給定尺寸的管體內提供最大的活塞截面面積。這一特性，當本發明應用于在內管內帶有一個樣品管子的取樣錘擊鉆頭時，是非常重要的。但是，本發明也可以應用于不帶任何樣品管子的錘擊鉆頭方面，在該鉆頭中排放的流體是通過鉆孔排上來。

常規的錘擊鉆頭，在排放孔口與在管體內掘進刀頭一側活塞的空腔之間的連通，是由一個安裝在掘進刀頭上的閥門元件（或者一個向掘進刀傳遞沖擊的錘砧）進行控制的。該閥門元件通常是一個管子，其內部是一個有效的排放孔口。通過該孔口，鉆頭排放經過掘進刀頭內的通道排出，流入鉆井中。

這種常規的結構布局具有許多缺點。首先，設置在中央位置的管形閥門元件，由于活塞與刀頭之間的少許不對齊，并隨著刀頭磨損不斷增大這種不對齊，很可能會導致該閥門元件損壞。這種損壞將急劇地降低錘擊的效率。該閥門元件通常是由尼龍制成，該尼龍易于吸收油而膨脹，從而產生卡住或分離開。此外，已知的結構不能應用于取樣型式的錘擊鉆頭，在該鉆頭中采用一個中央管子用以將錘擊切下的鉆削物等，經過在鉆桿組內的一個第二管子，輸送到地面上。

這樣本發明的另一個目的是提供一種避免這些以及其它缺陷的無閥式錘擊鉆頭。

因此，本發明還提供一種無閥式錘擊鉆頭，該鉆頭包括一個管體，它的一端適于安裝到一個鉆桿組上，經過該鉆桿組將用于錘擊鉆頭的高壓流體供給系統，連接至錘擊鉆頭上，一個安裝在該管體的對面另一端上的卡頭，一個通過該卡頭夾持著的掘進刀頭用于在軸向相對于該卡頭進行活動，在該管體內具有一個在其軸向可進行往復運動的活塞，與掘進刀頭進行沖擊接觸，一個供給控制裝置與活塞相配合，并根據活塞軸向位置有選擇地將管體內位于該活塞相對兩側的腔體，連接至供給系統上，還有一個排放控制裝置與上述活塞相配合，并根據活塞的軸向位置，有選擇地將上述腔體連接至排放孔口，上述排放控制裝置包括一個在卡頭上朝著管體的上述一端伸出的一個套筒，一個圍繞著上述套筒并與上述排放孔口相連通的環形空間;而該套筒的設置是用以容納活塞的一個軸向端部，并當該活塞趨近掘進刀頭時，用以將相關的腔體與排放孔口的連通切斷。

本發明也屬于一種這樣的無閥式錘擊鉆頭，其中其有一個通過流體壓力進行往復運動的錘擊活塞，與一個掘進刀頭可進行沖擊接觸，上述活塞與一個底座閥門元件共同作用，由此，使一個排放孔口與在上述活塞的一端的空腔之間的連通情況是，當該活塞趨近掘進刀頭時被切斷，其特征在于：上述底座閥門元件包括一個在用以夾持著上述掘進刀頭的卡頭上形成的套筒，當活塞趨近于該掘進刀頭時，套筒的內部就容納著活塞的端部。

圖1是顯示本發明的一個實例的縱向剖視圖;

圖2是顯示另一個實例的縱向剖視圖。