一种复合冲击钻井提速工具制造技术

本实用新型专利技术提供一种复合冲击钻井提速工具，装置本体的首端通过螺纹与上接头相连，装置本体的尾端与下接头相连，旋冲锤套接在换向器上，旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，传动轴套接在旋冲锤的尾端，在传动轴的首端套接震击锤，震击锤的首端与上接头相接触，震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，传动轴的尾端与下接头相连，在传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。该工具通过以钻井液为动力，产生轴向震击、周向旋冲、水力脉冲效应，直接传递到PDC钻头上，从而根本上达到消除粘滑振动，提高机械钻速，减缓甚至避免PDC钻头崩齿，延长钻头使用寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种复合冲击钻井提速工具
本技术涉及石油与天然气开发
，更具体地说涉及一种复合冲击钻井提速工具。
技术介绍
随着油气勘探开发的不断深入，浅层易开发常规油气资源越来越少，而深部复杂非常规油气资源正逐步成为勘探开发的重点。在深井超深井及复杂地质条件下，经常会遇到诸如花岗岩、硬砂岩、砾岩等难钻岩石，常用的破岩工具在破碎这类岩石时通常出现破岩速度慢、钻头寿命短、破岩成本高等问题，PDC钻头相比与牙轮和金刚石钻头更具优势。在PDC钻头破岩时，钻具存在横向涡动，纵向憋跳及扭向粘滑等有害振动。其中扭向粘滑严重制约PDC机械钻速，还影响其寿命。为消除PDC钻头破岩时粘滑振动现象，国内外对此进行了大量的试验研究和现场应用，其中配合使用扭力冲击器是目前可以减小或消除该现象的最有效方法之一。传统扭冲钻井技术虽然在周向上剪切破岩效率较高，但当钻遇中硬及高研磨性地层时，对钻头匹配性提出了较高要求。为了解决中硬及高研磨性地层钻头匹配性问题，旋冲钻井技术被引入，两者配合使用，但旋冲钻井产生的轴向冲击功相对较小，且冲击频率过高，影响冲击器的寿命，导致实际效果不佳。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的不足，传统扭冲钻井技术对钻头的匹配性提出了较高要求，提供了一种复合冲击钻井提速工具，该工具通过以钻井液为动力，产生轴向震击、周向旋冲、水力脉冲效应，直接传递到PDC钻头上，从而根本上达到消除粘滑振动，提高机械钻速，减缓甚至避免PDC钻头崩齿，延长钻头使用寿命的目的，同时，解决了旋冲钻井技术的缺点，并兼顾水力脉冲破岩优势。本技术的目的通过下述技术方案予以实现。一种复合冲击钻井提速工具，包括上接头、装置本体、震击锤、旋冲锤、换向器、传动轴和下接头，所述装置本体的首端通过螺纹与所述上接头相连，所述装置本体的尾端与所述下接头相连，所述旋冲锤套接在所述换向器上，所述旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，所述传动轴套接在所述旋冲锤的尾端，在所述传动轴的首端套接所述震击锤，所述震击锤的首端与所述上接头相接触，所述震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，所述传动轴的尾端与所述下接头相连，在所述传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。在所述上接头和所述震击锤之间还设置有上压板和承压碟簧，沿着所述上接头和所述震击锤依次设置所述承压碟簧和所述上压板。在所述换向器的周向设置有换向凸起。在所述旋冲锤的尾端周向设置有传动凸起。在所述换向器和所述旋冲锤的圆周上均开设有便于泥浆通过的旁通孔。在所述传动凸起和所述传动轴的首端设置有上端盖和轴承钢珠，所述上端盖将传动凸起和传动轴之间的缝隙进行密封，所述轴承钢珠设置在所述上端盖和所述传动凸起之间。在所述换向器的尾端设置有集流喷嘴，在所述集流喷嘴的下方开设有用于泥浆进入装置本体内的水眼。所述下接头通过悬挂机构与所述装置本体的尾端相连。PDC钻头安装在所述下接头上。本技术的有益效果为：该工具通过以钻井液为动力，产生轴向震击、周向旋冲、水力脉冲效应，直接传递到PDC钻头上，从而根本上达到消除粘滑振动，提高机械钻速，减缓甚至避免PDC钻头崩齿，延长钻头使用寿命的目的，同时，解决了旋冲钻井技术的缺点，并兼顾水力脉冲破岩优势；该工具中无非金属密封件，耐高温，能够大幅度降低钻头黏滑振动，提高PDC钻头机械破岩速度，减少起下钻次数，降低钻井成本，适用于坚硬岩层破岩，附图说明图1是本技术的结构示意图；图中：1为上接头，2为承压碟簧，3为上压板，4为装置本体，5为震击锤，6为旋冲锤，7为换向器，8为上端盖，9为轴承钢珠，10为传动轴，11为集流喷嘴，12为水眼，13为水力脉冲机构，14为悬挂机构，15为下接头。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式下面通过具体的实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。实施例一一种复合冲击钻井提速工具，包括上接头1、装置本体4、震击锤5、旋冲锤6、换向器7、传动轴10和下接头15，装置本体4的首端通过螺纹与上接头1相连，装置本体4的尾端与下接头15相连，旋冲锤6套接在换向器7上，旋冲锤6用于使得传动轴10获得周向旋冲能量，传动轴10套接在旋冲锤6的尾端，在传动轴10的首端套接震击锤5，震击锤5的首端与上接头1相接触，震击锤5用于沿着装置本体4的轴向震击装置本体4与上接头1，传动轴10的尾端与下接头15相连，在传动轴10尾端、下接头15的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构13。PDC钻头安装在下接头15上。实施例二在实施例一的基础上，在上接头1和震击锤5之间还设置有上压板3和承压碟簧2，沿着上接头1和震击锤5依次设置承压碟簧2和上压板3。在换向器7的周向设置有换向凸起。在旋冲锤6的尾端周向设置有传动凸起。在换向器7和旋冲锤6的圆周上均开设有便于泥浆通过的旁通孔。在传动凸起和传动轴10的首端设置有上端盖8和轴承钢珠9，上端盖8将传动凸起和传动轴10之间的缝隙进行密封，轴承钢珠9设置在上端盖8和传动凸起之间。实施例三在实施例二的基础上，在换向器7的尾端设置有集流喷嘴11，在集流喷嘴11的下方开设有用于泥浆进入装置本体内的水眼12。下接头15通过悬挂机构14与装置本体4的尾端相连。使用时，泥浆通过水眼进入装置本体内，再经由集流喷嘴达到集流的目的，进入装置主体内的泥浆通过换向器旁通孔，推动旋冲锤周向高速转动，撞击传动轴上的限位机构，从而使传动轴获得周向旋冲能量，再由传动轴将该周向旋冲能量传递到下接头、PDC钻头，使PDC钻头获得周向往复旋冲能力，提高破岩效率；泥浆经过水力脉冲机构时，会在环空腔内产生涡流，涡流改变泥浆流速和压力，产生周期性变化的水力射流，从而助力破岩；换向器和旋冲锤圆周上开有旁通孔，泥浆通过旁通孔，来回推动震击锤，震击锤上下震击装置本体，震击力由装置本体传递到下接头，下接头再直接传递给PDC钻头，PDC钻头从而获得上下震击力，PDC齿不断吃入岩层；震击、旋冲和水力射流这三种效果通过叠加，PDC钻头粘滑现场将得到消除，破岩效率会得到提高。为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合冲击钻井提速工具，其特征在于：包括上接头、装置本体、震击锤、旋冲锤、换向器、传动轴和下接头，/n所述装置本体的首端通过螺纹与所述上接头相连，所述装置本体的尾端与所述下接头相连，所述旋冲锤套接在所述换向器上，所述旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，所述传动轴套接在所述旋冲锤的尾端，在所述传动轴的首端套接所述震击锤，所述震击锤的首端与所述上接头相接触，所述震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，所述传动轴的尾端与所述下接头相连，在所述传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合冲击钻井提速工具，其特征在于：包括上接头、装置本体、震击锤、旋冲锤、换向器、传动轴和下接头，
所述装置本体的首端通过螺纹与所述上接头相连，所述装置本体的尾端与所述下接头相连，所述旋冲锤套接在所述换向器上，所述旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，所述传动轴套接在所述旋冲锤的尾端，在所述传动轴的首端套接所述震击锤，所述震击锤的首端与所述上接头相接触，所述震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，所述传动轴的尾端与所述下接头相连，在所述传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。


2.根据权利要求1所述的一种复合冲击钻井提速工具，其特征在于：在所述上接头和所述震击锤之间还设置有上压板和承压碟簧，沿着所述上接头和所述震击锤依次设置所述承压碟簧和所述上压板。


3.根据权利要求1所述的一种复合冲击钻井提速工具，其特征在于：在所述换向器的周向设置有换向凸起。


4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，李汉兴，赵金成，陈立伟，左凯，程载斌，牛海峰，李振坤，孟凡华，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11