变频空气锤制造技术

本实用新型专利技术涉及一种变频空气锤，所述变频空气锤由后接头、逆止阀、配气座、气缸、外套管、活塞、尾管活塞、保持环、钻头活塞体、中心管、空气锤活塞下腔、空气锤活塞上腔，尾管活塞上腔、尾管活塞下腔和恢复弹簧组成，尾管活塞安装在钻头活塞体内，尾管活塞上腔与空气锤活塞下腔相通，尾管活塞下腔与中心管相通，并安装有一个恢复弹簧，用于使尾管活塞处于上端位置时尾管为最长状态。实现空气锤输出脉冲力大小和频率的改变，从而实现空气锤在不同工况下能正常工作。工作。工作。

【技术实现步骤摘要】
变频空气锤


[0001]本技术属于石油机械领域，涉及一种空气锤，特别涉及一种可自行根据空气锤输出流量的变化调节空气锤输出脉冲力大小和频率的变频空气锤。

技术介绍

[0002]空气锤在石油钻井中的应用研究是2003年开始开展，主要用以解决研磨性地层机械钻速慢，高陡构造中钻进井斜不易控制的问题。空气锤钻井是一种利用高压气体介质传递能量实现空气锤对岩石的高频率冲击做功而进行破岩的钻井方式，也就是将空气能转化为间歇性脉冲力输出的一种机械装置。它主要以冲击动载来破碎岩石。目前石油钻井技术中主要采用无阀门结构形式的空气锤。它是由后接头、逆止阀、配气座、气缸、外套管、活塞、尾管及保持环和钻头组成。其配气气路简单，气压损失较小，可以保证深井中良好的携屑性能和良好的钻头冷却性能及保经效果，最大程度的实现了机械钻速快，降低钻井成本，加快钻井周期。实际应用表明，空气锤钻井与泥浆钻井相比，平均机械钻速提高5倍以上，与空气牙轮钻井相比平均机械钻速提高了0.5
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1倍，并且有效地防止了井斜。空气锤钻井是目前提高油田钻井机械钻速，防止井斜的最有效技术手段。但是空气锤的应用也是有限制因素的。由于其结构决定了空气锤必须在气路畅通的情况下才能保证正常工作，否则会影响正常工作至停止工作。目前空气锤在雾化钻井和在潮湿出水地层钻井就受到了限制。其原因就是由于这两种钻井过程中容易造成封堵钻头，输出流量减小立压增加，尾管固定不能进行调节所致，要使空气锤能正常工作，必须要把尾管进行缩短处理，现场实际使用中把尾管减小40％以后空气锤才恢复正常工作，只是机械钻速有所降低。
[0003]在实际钻井过程中，空气锤在不同工况时需要更换不同尾管长度的空气锤才能正常钻进，要使空气锤不换尾管就能正常钻进，就必须把空气锤的尾管做成可自行调节长度的方法来实现，尾管能根据输出流量变化自行调节尾管长度，就可以使空气锤的应用范围得以扩大。

技术实现思路

[0004]为了克服现在空气锤在雾化钻井和潮湿地层中不能正常工作的情况，本技术提出了变频空气锤，它是在现有空气锤的基础上，把空气锤尾管长度做成根据输出流量的变化可以自行调节长度的方式，实现空气锤输出脉冲力大小和频率的改变，从而实现空气锤在不同工况下能正常工作。
[0005]本技术通过以下技术方案来实现：所述变频空气锤由后接头1、逆止阀2、配气座 3、气缸4、外套管5、活塞6、尾管活塞7、保持环8、钻头活塞体9、中心管10、空气锤活塞下腔11、空气锤活塞上腔12，尾管活塞上腔15、尾管活塞下腔14和恢复弹簧13组成，尾管活塞7安装在钻头活塞体9内，尾管活塞上腔15与空气锤活塞下腔11相通，尾管活塞下腔14与中心管10相通，并安装有一个恢复弹簧13，所述恢复弹簧用于使尾管活塞处于上端位置时尾管为最长状态。
[0006]本技术变频空气锤由于空气锤输出力大小和频率可由输出流量的变化自行调节，从而使空气锤的使用范围得到扩大，解决了空气锤不能在雾化钻井和潮湿出水地层进行正常工作的情况。在钻井中可以广泛推广使用变频空气锤，可以使钻井机械钻速得以提高，同时可以节约钻井成本。
附图说明：
[0007]图1：现在广泛使用的空气锤纵剖面结构原理图
[0008]图2：本技术变频空气锤纵剖面结构原理图
具体实施方式
[0009]如图1
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2所示，现使用的空气锤是由后接头1、逆止阀2、配气座3、气缸4、外套管5、活塞6、尾管7
’
、保持环8、钻头9
’
、中心管10、空气锤活塞下腔11和空气锤活塞上腔12 组成。在现有的结构尺寸上，把尾管7
’
做成了可由输出流量进行调节长度的方式来实现变频。本技术变频空气锤是由后接头1、逆止阀2、配气座3、气缸4、外套管5、活塞6、尾管活塞7、保持环8、钻头活塞体9、中心管10、空气锤活塞下腔11、空气锤活塞上腔12，尾管活塞上腔15、尾管活塞下腔14和恢复弹簧13组成。
[0010]本技术的实现和技术特征如图2所示，该装置中把钻头上的尾管7
’
做成为可移动的尾管活塞7，以便由输出流量变化进行调节，钻头9
’
做成为钻头活塞体9，尾管活塞7安装在钻头活塞体9内，尾管活塞上腔15与空气锤活塞下腔11相通，尾管活塞下腔14与中心管 10相通，并安装有一个恢复弹簧13，使尾管活塞处于上端位置时尾管为最长状态。当输出流量减小时，立压增加，尾管活塞7向下移动，尾管长度减小，空气锤活塞下腔11压力提前释放，其势能减小，空气锤输出脉冲力相应减小，而频率相应增加。当输出流量恢复后，立压也恢复正常，空气锤活塞下腔11压力减小，尾管活塞7在弹簧力的作用下恢复到最上端，使空气锤工作恢复到原来的正常工作状态。同理，如果在正常工作状态下输入高压为2.3MPa，空气锤工作频率为一固定值，可以增加输入压力来改变其输出压力频率，输入压力与输出频率成线性关系。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频空气锤，其特征在于，所述变频空气锤由后接头(1)、逆止阀(2)、配气座(3)、气缸(4)、外套管(5)、活塞(6)、尾管活塞(7)、保持环(8)、钻头活塞体(9)、中心管(10)、空气锤活塞下腔(11)、空气锤活塞上腔(12)，尾管活塞上腔(15)、尾管活...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文生，张小平，
申请(专利权)人：陈文生，
类型：新型
国别省市：