脉动冲击钻井工具制造技术

一种石油工程钻探用的脉动冲击钻井工具，由上接头、振荡腔、挡环、主体、Ｏ或Ｙ型密封圈、六方活塞、六方套、下接头组成；它主要在挡环与上接头之间设有液压脉冲振荡腔及活塞，由液压脉冲振荡腔产生脉冲振荡，引发工具内作用在活塞上的钻井液泵产生波动实现冲击脉动钻井；主体上端与上接头锥形螺纹连接，另端与六方套螺纹连接，主体内设有挡环与主体螺纹连接，在六方套内装有六方活塞与主体通过密封圈形成滑动密封，六方活塞可在主体、六方套内上下活动，通过六方套与六方活塞配合将扭矩传到下接头，下接头与六方活塞螺纹连接。它解决了现有技术中存在的工具复杂，零部件易损坏，维修难，使用寿命短的问题。该工具可广泛用于石油钻探作业中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油工程钻探用的脉动冲击钻井工具。
技术介绍
目前，油田石油工程钻探所采用的冲击振动钻井工具，它是以一定速度旋转的同时，以一定振动频率冲击钻头，使其冲击岩石，进行复合破岩，提高钻井速度。目前石油钻井应用的振动冲击器，主要依靠液体推动冲锤反复运动，冲锤高频高速冲击砧子(活塞)，从而带动钻头振动。钻井工具从推动冲锤运动方式分类主要有阀式、射流式、射吸式。它们存在的主要问题是由于振动靠冲锤高频反复运动来实现，使得推动冲锤运动机构滑阀、弹簧、换向机等零部件极易损坏，使得实际工具使用寿命很短，且工具复杂加工难、维修难，满足不了钻井要求，因而，限制了冲击振动钻井工具的推广应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种脉动冲击钻井工具，它解决了现有技术中存在的推动冲锤运动机构中的滑阀、弹簧、换向机构等零部件极易损坏，工具寿命很短，加工难、维修难的问题。本专利技术设计的一种无高频活动部件(冲锤、滑阀等)，它是依靠液压脉冲振荡腔产生脉冲波动泵压，作用于活塞产生脉动钻压的钻井工具，进行钻井，它具有结构简单，检修方便，寿命长等特点。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是脉动冲击钻井工具，其主要结构是采用在工具的主体内装有液压脉冲振荡腔及活塞，由液压脉冲振荡腔产生脉冲振动，引发工具内作用在活塞上的钻井液泵压产生波动，从而使活塞产生高频振动，带动钻头振动，实现冲击脉动钻井。该钻井工具由上接头、振荡腔、挡环、主体、O或Y型密封圈、六方活塞、六方套、下接头组成；主体上端与上接头锥形螺纹连接，主体下端与六方套螺纹连接，主体内设有挡环与主体螺纹连接。在挡环与上接头之间设有液压脉冲振荡腔，该振荡腔在流体以一定速度通过时，发生反馈振荡，流体以一定速度喷出后形成脉冲射流，在六方套内装有六方活塞，六方活塞同时与主体通过O或Y型密封圈形成滑动密封。六方活塞可以在主体内、六方套内上下活动。通过六方套与六方活塞配合，将扭矩传到下接头，下接头与六方活塞螺纹连接；在挡环与上接头之间的振荡腔由振荡腔主体、止推轴承、内套、叶片、环形腔、阻流片、扶正轴承、连接轴构成；在圆形振荡腔主体内装有圆形内套，其作用是防止振荡腔主体受到冲蚀，便于更换；在内套内装有叶片，叶片为螺旋浆形，其作用是在水流推动下产生旋转；叶片通过连接轴带动阻流片转动，阻流片为半圆形，在环形腔内旋转，间歇阻断流道，形成水力冲击脉冲；在连接轴上端设有止推轴承，在连接轴下端设有扶正轴承，连接轴两端用螺母与轴承固定。环形腔外部为圆环形，内部为半环形腔体。 本专利技术的有益效果是，结构简单、易加工，检修方便，该工具寿命长达几百小时，使用寿命长，性能可靠，由于本专利技术是依靠液压脉冲振动腔将钻井液部分能量转化为活塞冲击脉动，实现冲击钻井，无需冲锤冲击活塞，减少活动部件，经济效益显著。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图。图2是本专利技术液压脉冲振荡腔结构示意图。图3是本专利技术振荡腔A-A断面示意图。 图中，1、上接头，2、振荡腔，3、挡环，4、主体，5、O或Y型密封圈，6、六方活塞，7、六方套，8、下接头；2.1、振荡腔主体，2.2、止推轴承，2.3、内套，2.4、叶片，2.5、环形腔，2.6、阻流片，2.7、扶正轴承，2.8、连接轴.具体实施方式在图1中，脉动冲击钻井工具，其主要结构是采用在工具的主体内装有液压脉冲振荡腔及活塞，由液压脉冲振荡腔产生脉冲振动，引发工具内作用在活塞上的钻井液泵压产生波动，从而使活塞产生高频振动，带动钻头振动，实现冲击脉动钻井。该钻井工具由上接头1、振荡腔2、挡环3、主体4、O或Y型密封圈5、六方活塞6、六方套7、下接头8组成；主体4上端与上接头1锥形螺纹连接，主体4下端与六方套7螺纹连接，主体4内设有挡环3与主体4螺纹连接；在挡环3与上接头1之间设有液压脉冲振荡腔2，该振荡腔在流体以一定速度通过时，发生反馈振荡，流体以一定速度喷出后形成脉冲射流，在六方套7内装有六方活塞6，六方活塞6同时与主体4通过O或Y型密封圈5形成滑动密封；六方活塞6可以在主体4内、六方套7内上下活动。通过六方套7与六方活塞6配合，将扭矩传到下接头8，下接头8与六方活塞6螺纹连接；零部件材质为35CrMo或42CrMo。 在图2中，液压脉冲振荡腔由振荡腔主体2.1、止推轴承2.2、内套2.3、叶片2.4、环形腔2.5、阻流片2.6、扶正轴承2.7、连接轴2.8构成；在圆形振荡腔主体2.1内装有圆形内套2.3，其作用是防止振荡腔主体2.1受到冲蚀，便于更换；在内套2.3内装有叶片2.4，叶片为螺旋浆形，其作用是在水流推动下产生旋转；叶片2.4通过连接轴2.8带动阻流片2.6转动，阻流片为半圆形，阻流片2.6镶嵌在环形腔2.5内，在环形腔2.5内旋转，间歇阻断流道，形成水力冲击脉冲；在连接轴2.8上端设有止推轴承2.2，在连接轴2.8下端设有扶正轴承2.7，连接轴2.8两端用螺母与轴承固定。环形腔2.5外部为圆环形，内部为半环形腔体。 在图3中，振荡腔主体2.1与环形腔2.5为键连接，阻流片2.6镶嵌在环形腔2.5内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉动冲击钻井工具，由上接头（１）、振荡腔（２）、挡环（３）、主体（４）、Ｏ或Ｙ型密封圈（５）、六方活塞（６）、六方套（７）、下接头（８）组成；其特征在于：脉动冲击钻井工具，其主要结构是采用在工具的主体内装有液压脉冲振荡腔及活塞，由液压脉冲振荡腔产生脉冲振动，引发工具内作用在活塞上的钻井液泵压产生波动，从而使活塞产生高频振动，带动钻头振动，实现冲击脉动钻井；主体（４）上端与上接头（１）锥形螺纹连接，主体（４）下端与六方套（７）螺纹连接，主体（４）内设有挡环（３）与主体（４）螺纹连接；在挡环（３）与上接头（１）之间设有液压脉冲振荡腔（２），该振荡腔在流体以一定速度通过时，发生反馈振荡，流体以一定速度喷出后形成脉冲射流，在六方套（７）内装有六方活塞（６），六方活塞（６）同时与主体（４）通过Ｏ或Ｙ型密封圈（５）形成滑动密封；六方活塞（６）可以在主体（４）内、六方套（７）内上下活动。通过六方套（７）与六方活塞（６）配合，将扭矩传到下接头（８），下接头（８）与六方活塞（６）螺纹连接；液压脉冲振荡腔由振荡腔主体（２．１）、止推轴承（２．２）、内套（２．３）、叶片（２．４）、环形腔（２．５）、阻流片（２．６）、扶正轴承（２．７）、连接轴（２．８）构成；在圆形振荡腔主体（２．１）内装有圆形内套（２．３），其作用是防止振荡腔主体（２．１）受到冲蚀，便于更换；在内套（２．３）内装有叶片（２．４），叶片为螺旋浆形，其作用是在水流推动下产生旋转；叶片（２．４）通过连接轴（２．８）带动阻流片（２．６）转动，阻流片为半圆形，阻流片（２．６）镶嵌在环形腔（２．５）内，在环形腔（２．５）内旋转，间歇阻断流道，形成水力冲击脉冲；在连接轴（２．８）上端设有止推轴承（２．２），在连接轴（２．８）下端设有扶正轴承（２．７），连接轴（２．８）两端用螺母与轴承固定；环形腔（２．５）外部为圆环形，内部为半环形腔体。...

【技术特征摘要】
1.一种脉动冲击钻井工具，由上接头(1)、振荡腔(2)、挡环(3)、主体(4)、O或Y型密封圈(5)、六方活塞(6)、六方套(7)、下接头(8)组成；其特征在于脉动冲击钻井工具，其主要结构是采用在工具的主体内装有液压脉冲振荡腔及活塞，由液压脉冲振荡腔产生脉冲振动，引发工具内作用在活塞上的钻井液泵压产生波动，从而使活塞产生高频振动，带动钻头振动，实现冲击脉动钻井；主体(4)上端与上接头(1)锥形螺纹连接，主体(4)下端与六方套(7)螺纹连接，主体(4)内设有挡环(3)与主体(4)螺纹连接；在挡环(3)与上接头(1)之间设有液压脉冲振荡腔(2)，该振荡腔在流体以一定速度通过时，发生反馈振荡，流体以一定速度喷出后形成脉冲射流，在六方套(7)内装有六方活塞(6)，六方活塞(6)同时与主体(4)通过O或Y型密封圈(5)形成滑动密封；六方活塞(6)可以在主体(4)内、六方套(7)内上下活动。通过六方套(7)与六方活塞(6)配合，将扭矩传到下接头(8)，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：施连海，
申请(专利权)人：辽河石油勘探局，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]