一种扭转冲击钻井提速工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种扭转冲击钻井提速工具，包括带内孔的外筒和下接头，所述外筒上端设置有公扣，下端设置有花键，所述下接头上端设置有与外筒花键相配合的键槽，下端设置有母扣，所述外筒内孔的上部直径小于其下部直径，所述外筒内孔的下部由外而内依次设置有内筒、冲击锤和换向阀，所述内筒通过悬挂机构与所述外筒连接，所述内筒下端与下接头固定连接，所述冲击锤和换向阀的上端面设置有环形上堵板，所述内筒、冲击锤和换向阀的下端面设置有环形下堵板。本实用新型专利技术解决了钻头‑钻柱的“卡滑”问题、保护PDC钻头、延长钻具疲劳寿命、减少起下钻次数，从而降低钻井成本，提高可钻性差地层的机械钻速。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种井下工具，更具体的说，是涉及一种扭转冲击钻井提速工具。
技术介绍
在国际低油价大环境背景下，钻井提速迫在眉睫，随着人类对油气资源需求量越来越大，油气勘探开发已向深海、沙漠、高原、沼泽等高难度、高风险区域扩展，井越来越深，地层越来越复杂，钻井难度越来越大，尤其是深部地层机械钻速低，制约着深井钻井速度，直接影响着油气勘探开发的进展，因此，提高可钻性差地层机械钻速极为迫切。同时，近年来PDC钻头已成为石油钻井行业的主力破岩钻头，截止目前据不完全统计，在美国，PDC钻头进尺约占总进尺的60％；美国落基山脉地区高达75％钻井进尺都由PDC钻头完成；但是PDC钻头在工程应用中还是存在一些制约因素，对于中硬以上及高研磨性地层和含砾石层地层，PDC钻头存在严重的“卡滑”现象，PDC齿吃入深度不够及使用寿命低等问题，限制了PDC钻头的应用范围。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种扭转冲击钻井提速工具，解决了钻头-钻柱的“卡滑”问题、保护PDC钻头、延长钻具疲劳寿命、减少起下钻次数，从而降低钻井成本，提高可钻性差地层的机械钻速。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。本技术的一种扭转冲击钻井提速工具，包括带内孔的外筒和下接头，所述外筒上端设置有公扣，下端设置有花键，所述下接头上端设置有与外筒花键相配合的键槽，下端设置有母扣，所述外筒内孔的上部直径小于其下部直径，所述外筒内孔的下部由外而内依次设置有内筒、冲击锤和换向阀，所述内筒通过悬挂机构与所述外筒连接，所述内筒下端与下接头固定连接，所述冲击锤和换向阀的上端面设置有环形上堵板，所述内筒、冲击锤和换向阀的下端面设置有环形下堵板。所述内筒内表面相对位置分别设置有轴向圆弧形回油腔，所述回油腔之间沿顺时针方向依次设置有轴向的内筒第一进液口、内筒第二进液口和内筒第三进液口。所述冲击锤外表面相对位置分别设置有轴向圆弧形锤头，所述锤头的左右两侧均设置有径向冲击锤第一进液口，所述冲击锤内表面相对位置分别设置有轴向凸起，所述轴向凸起的左右两侧均设置有径向冲击锤第二进液口。所述换向阀相对位置分别设置有径向换向阀第一进液口，所述换向阀第一进液口之间沿顺时针方向依次设置有轴向的换向阀第二进液口、圆弧形凹槽和换向阀第三进液口，所述换向阀第二进液口、圆弧形凹槽和换向阀第三进液口均设置于换向阀外壁。所述换向阀的上下两端外侧均设置有轴承。所述悬挂机构由滚珠构成，所述悬挂结构对应位置的外筒设置有带堵头的注油孔。所述下堵板沿圆周设置有轴向通孔。与现有技术相比，本技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本技术中，外筒内孔的下部由外而内依次设置有内筒、冲击锤和换向阀，内筒通过悬挂机构实现与外筒连接，可以周向转动，但不可轴向移动，内筒下端与用于连接PDC钻头的下接头固定连接，冲击锤和换向阀的上端面设置有环形上堵板，内筒、冲击锤和换向阀的下端面设置有环形下堵板，避免了内筒、冲击锤和换向阀发生轴向移动，利用上堵板、内筒、换向阀、冲击锤和下堵板的结构及其彼此之间的相互配合，钻井液驱动冲击锤会持续的给PDC钻头提供一个周期性的敲击力，可以提高可钻性差地层的机械钻速，同时还能解决钻头-钻柱的“卡滑”问题，并且提高PDC钻头剪切破岩效率，有效解决深井地层可钻性差的难题；(2)本技术无橡胶、电子元件，可以适用任何高温高压井；(3)本技术长度短，上接马达或钻铤，下接钻头，而不影响马达造斜。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的B-B剖视图；图4是本技术在1时刻的工作状态示意图；图5是本技术在2时刻的工作状态示意图；图6是本技术在3时刻的工作状态示意图。附图标记:1外筒；2下接头；3内筒；4冲击锤；5换向阀；6轴承；7上堵板；8下堵板；9销；10悬挂结构；11堵头；301回油腔；302内筒第一进液口；303内筒第二进液口；304内筒第三进液口；401锤头；402冲击锤第一进液口；403冲击锤第二进液口；501换向阀第一进液口；502换向阀第二进液口；503换向阀第三进液口。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的描述。如图1至图3所示，本技术的一种扭转冲击钻井提速工具，包括带内孔的外筒1，所述外筒1上端设置有公扣，用于连接马达或钻铤，所述外筒1下端设置有花键，所述外筒1内孔的上部直径小于其下部直径，所述外筒1内孔的下部大直径部分由外而内依次设置有内筒3、冲击锤4和换向阀5。所述内筒3通过悬挂机构10与所述外筒1连接，所述悬挂机构10沿圆周对称设置，可由若干滚珠构成，实现内筒3和外筒1的悬挂，内筒3和外筒1之间可以周向转动，但不能轴向移动。所述悬挂结构10对应位置的外筒1设置有带堵头11的注油孔，可通过注油孔为滚珠注油润滑。所述内筒3的下端外侧通过销9固定连接下接头2，为近一步降低下接头2及下部连接的PDC钻头落井风险，内筒3和下接头2之间再用焊条焊接。所述下接头2上端外侧设置有与外筒1花键配合使用的键槽，共同构成键槽机构，所述下接头2下端设置有母扣，用于与PDC钻头连接，所述下接头2内部沿圆周设置有凸台。所述内筒3内表面相对位置分别设置有回油腔301，相邻所述回油腔301之间均沿顺时针方向依次设置有内筒第一进液口302、内筒第二进液口303和内筒第三进液口304，所述回油腔301、内筒第一进液口302、内筒第二进液口303和内筒第三进液口304均设置为轴向圆弧凹槽结构，另外，所述回油腔301的周向宽度均大于内筒第一进液口302、内筒第二进液口303和内筒第三进液口304的周向宽度。所述冲击锤4外表面相对位置分别设置有与其一体结构的锤头401，所述锤头401设置为轴向圆弧形凸起结构，所述锤头401的左右两侧均设置有径向冲击锤第一进液口402，所述冲击锤4内表面相对位置设置有与其一体结构的轴向凸起，所述凸起的左右两侧均设置有径向冲击锤第二进液口403，所述冲击锤第一进液口402和冲击锤第二进液口403均沿同一圆周设置。所述锤头401的对称轴和所述凸起的对称轴相互垂直。所述锤头401的周向宽度小于所述回油腔301的周向宽度，且所述锤头401设置于回油腔301内，可限制冲击锤4周向运动的最大极限。所述换向阀5的相对位置分别设置有径向换向阀第一进液口501，相邻所述换向阀第一进液口501之间均沿顺时针方向依次设置有轴向的换向阀第二进液口502、圆弧形凹槽和换向阀第三进液口503，所述换向阀第二进液口502、圆弧形凹槽和换向阀第三进液口503均设置于换向阀5外壁。所述冲击锤4内部的轴向凸起设置于所述换向阀5外壁的圆弧形凹槽内，可限制换向阀5周向运动的最大极限，所述冲击锤4内部的轴向凸起的周向宽度小于所述换向阀5外壁的圆弧形凹槽的周向宽度。所述换向阀第一进液口501和冲击锤第一进液口402设置于同心圆周上。所述冲击锤4和换向阀5的上端面共同设置有环形上堵板7，所述上堵板7位于所述内筒3的内部，所述上堵板7的外径大于其上部的外筒1内径，所述上堵板7的内径小于其上部的外筒1内径，但等于换向阀5的内径。所述内筒3、冲击锤4和换向阀5的下端面共同设置有环形下堵板8，所述下堵板8设置于下接头2内部的凸台上，支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭转冲击钻井提速工具，包括带内孔的外筒和下接头，所述外筒上端设置有公扣，下端设置有花键，所述下接头上端设置有与外筒花键相配合的键槽，下端设置有母扣，其特征在于，所述外筒内孔的上部直径小于其下部直径，所述外筒内孔的下部由外而内依次设置有内筒、冲击锤和换向阀，所述内筒通过悬挂机构与所述外筒连接，所述内筒下端与下接头固定连接，所述冲击锤和换向阀的上端面设置有环形上堵板，所述内筒、冲击锤和换向阀的下端面设置有环形下堵板。

【技术特征摘要】
1.一种扭转冲击钻井提速工具，包括带内孔的外筒和下接头，所述外筒上端设置有公扣，下端设置有花键，所述下接头上端设置有与外筒花键相配合的键槽，下端设置有母扣，其特征在于，所述外筒内孔的上部直径小于其下部直径，所述外筒内孔的下部由外而内依次设置有内筒、冲击锤和换向阀，所述内筒通过悬挂机构与所述外筒连接，所述内筒下端与下接头固定连接，所述冲击锤和换向阀的上端面设置有环形上堵板，所述内筒、冲击锤和换向阀的下端面设置有环形下堵板。2.根据权利要求1所述的一种扭转冲击钻井提速工具，其特征在于，所述内筒内表面相对位置分别设置有轴向圆弧形回油腔，所述回油腔之间沿顺时针方向依次设置有轴向的内筒第一进液口、内筒第二进液口和内筒第三进液口。3.根据权利要求1所述的一种扭转冲击钻井提速工具，其特征在于，所述冲击锤外表面相对位置分别设置有轴向圆弧形锤头，所述锤头...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱益辉，刘小刚，李波，刘禹铭，王昆剑，付建民，崔国杰，何阳，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11