一种冲击钻具制造技术

本发明专利技术公开一种冲击钻具，包括冲击机构，冲击机构包括至少两组冲击组件，全部的冲击组件串联设置，冲击组件包括管件、喷嘴和阀芯，在液流的卷吸作用下，阀芯向上运动，直至活塞封堵套阀与下腔体的连通处，冲击组件的上部水道被封堵，钻井液停留在上腔体中，在钻井液的压力作用下，阀芯向下运动，直至活塞离开套阀与下腔体的连通处，钻井液仍通过套阀流入下腔体，而当上腔体与下腔体的流体的流速差达到一定值时，在卷吸作用下，阀芯重新向上运动，重复上述运动过程；多组冲击组件的阀芯同样进行上述的上下往复运动，阀芯的上下往复运动，增强钻具冲击效果，在原钻井系统的流量基础上，增大了钻具冲击频率，提高了钻井工作效率。提高了钻井工作效率。提高了钻井工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击钻具


[0001]本专利技术涉及钻井工具及其周边配套设施
，特别是涉及一种冲击钻具。

技术介绍

[0002]钻井工具主要有井口工具和井下钻具。井下钻具是接在钻杆下端，随钻杆一起下入井底的动力机，主要有涡轮钻具、螺杆钻具等。
[0003]现有增速井下动力钻具，主要在常规井下动力钻具的上部串联液动锤，实现钻头回转钻进过程中对地层的冲击，从而实现钻头碎岩效率的提高。但对于高转速钻头碎岩，钻头在每转一周的过程中对地层冲击次数过少，而大流量要求修改阀控结构的关键尺寸提高冲击频率，会大大增加地表泥浆泵性能要求，且增加了泥浆循环压耗及阀控组件的磨损失效频率。
[0004]因此，如何改变现有技术中，提高钻具冲击频率的难度较大的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种冲击钻具，以解决上述现有技术存在的问题，提高钻具的冲击频率，提高钻井工作效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种冲击钻具，包括冲击机构，所述冲击机构包括至少两组冲击组件，全部的所述冲击组件串联设置，所述冲击组件包括：
[0007]管件，相邻的所述冲击组件的所述管件可拆卸连接；
[0008]喷嘴，所述喷嘴与所述管件相连，最顶部的所述冲击组件的所述喷嘴能够与钻井液相连通，每相邻的两组所述冲击组件利用所述喷嘴相连通；
[0009]阀芯，所述阀芯可滑动地设置于所述管件内，所述阀芯包括活塞和套阀，所述套阀滑动套装于所述活塞的外部，所述阀芯将所述管件内分隔出上腔体和下腔体，所述上腔体能够利用所述套阀与所述下腔体相连通，所述活塞能够封堵所述套阀与所述下腔体的连通处。
[0010]优选地，所述套阀具有第一连通孔，所述活塞具有堵头，所述堵头能够封堵所述第一连通孔。
[0011]优选地，上一组所述冲击组件的所述堵头能够与相邻的下一组所述冲击组件的所述管件相抵，且所述堵头的底部具有通槽。
[0012]优选地，所述喷嘴的侧壁上具有第二连通孔，所述活塞可滑动地套装于所述喷嘴的外部。
[0013]优选地，所述第二连通孔的数量为多个，所述第二连通孔绕所述喷嘴的轴线周向均布。
[0014]优选地，所述管件具有限位内锥面和限位台肩面，所述套阀的一端具有与所述限
位内锥面相匹配的限位外锥面，所述限位外锥面能够伸入所述限位内锥面中，所述套阀的另一端能够与所述限位台肩面相抵。
[0015]优选地，所述管件为分体式结构，所述管件包括中接头、中管和下管，所述中管连接所述中接头以及所述下管，上一组所述冲击组件的所述中接头能够与相邻的下一组所述冲击组件的下管螺纹连接，所述喷嘴与所述中管相连，所述阀芯位于所述中管与所述下管围成的腔体内并分隔出所述上腔体和所述下腔体。
[0016]优选地，最上部的所述冲击组件的所述管件连接有上接头，最下部的所述冲击组件的所述管件连接有下接头。
[0017]优选地，全部的所述冲击组件中，至少两组所述冲击组件的所述阀芯的滑动行程不相等。
[0018]优选地，全部的所述冲击组件中，至少两组所述冲击组件的所述阀芯的质量不同。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]本专利技术的冲击钻具，在进行钻井工作时，冲击机构的顶部能够与钻杆相连，冲击机构的底部能够与钻头连接，在钻头钻进过程中，钻井液进入最顶部的冲击组件中，钻井液由喷嘴进入管件的上腔体中，并通过套阀进入管件的下腔体中。在液流的卷吸作用下，阀芯向上运动，直至活塞封堵套阀与下腔体的连通处，冲击组件的上部水道被封堵，钻井液停留在上腔体中，在钻井液的压力作用下，阀芯向下运动，直至活塞离开套阀与下腔体的连通处，钻井液仍通过套阀流入下腔体，而当上腔体与下腔体的流体的流速差达到一定值时，在卷吸作用下，阀芯重新向上运动，重复上述运动过程；同样地，上一组冲击组件的下腔体中的钻井液经由相邻的下一组冲击组件的喷嘴，进入下一组冲击组件的上腔体和下腔体中，使得下一组冲击组件的阀芯同样进行上述的上下往复运动，多组阀芯的上下往复运动，增强钻具冲击效果，在原钻井系统的流量基础上，增大了钻具冲击频率，还可以通过控制各组阀芯的质量大小，实现各组阀芯往复频率不同、开关阀时刻不同、冲击功不同，以进一步增强钻具冲击效果，提高钻井工作效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术的冲击钻具的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例一中冲击机构的位移曲线图；
[0024]图3为本专利技术实施例二中下一组冲击机构的位移曲线图；
[0025]图4为本专利技术实施例二中下一组冲击组件往复运动周期为上一组冲击组件往复运动周期的一半时的位移曲线图；
[0026]图5为本专利技术的实施例三中的冲击机构的冲击频率与现有技术中冲击钻具的冲击频率的对比图；
[0027]图6为本专利技术的冲击钻具的套阀的运动行程以及活塞相对于套阀的运动行程示意图。
[0028]其中，1为管件，2为喷嘴，3为阀芯，4为活塞，5为套阀，6为上腔体，7为下腔体，8为第一连通孔，9为堵头，10为通槽，11为第二连通孔，12为限位内锥面，13为限位台肩面，14为限位外锥面，15为中接头，16为中管，17为下管，18为卡瓦，19为上接头，20为下接头，21为连通通道。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术的目的是提供一种冲击钻具，以解决上述现有技术存在的问题，提高钻具的冲击频率，提高钻井工作效率。
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0032]本专利技术提供一种冲击钻具，包括冲击机构，冲击机构包括至少两组冲击组件，全部的冲击组件串联设置，本具体实施方式以图1所示的两组冲击组件串联的冲击钻具为例进行详细说明。
[0033]冲击组件包括管件1、喷嘴2和阀芯3，相邻的冲击组件的管件1可拆卸连接；喷嘴2与管件1相连，上一组冲击组件的喷嘴2能够与钻井液相连通，每相邻的两组冲击组件利用喷嘴2相连通；阀芯3可滑动地设置于管件1内，阀芯3包括活塞4和套阀5，套阀5滑动套装于活塞4的外部，阀芯3将管件1内分隔出上腔体6和下腔体7，上腔体6能够利用套阀5与下腔体7相连通，活塞4能够封堵套阀5与下腔体7的连通处，从而封堵上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击钻具，其特征在于，包括冲击机构，所述冲击机构包括至少两组冲击组件，全部的所述冲击组件串联设置，所述冲击组件包括：管件，相邻的所述冲击组件的所述管件可拆卸连接；喷嘴，所述喷嘴与所述管件相连，最顶部的所述冲击组件的所述喷嘴能够与钻井液相连通，每相邻的两组所述冲击组件利用所述喷嘴相连通；阀芯，所述阀芯可滑动地设置于所述管件内，所述阀芯包括活塞和套阀，所述套阀滑动套装于所述活塞的外部，所述阀芯将所述管件内分隔出上腔体和下腔体，所述上腔体能够利用所述套阀与所述下腔体相连通，所述活塞能够封堵所述套阀与所述下腔体的连通处。2.根据权利要求1所述的冲击钻具，其特征在于：所述套阀具有第一连通孔，所述活塞具有堵头，所述堵头能够封堵所述第一连通孔。3.根据权利要求2所述的冲击钻具，其特征在于：上一组所述冲击组件的所述堵头能够与相邻的下一组所述冲击组件的所述管件相抵，且所述堵头的底部具有通槽。4.根据权利要求1所述的冲击钻具，其特征在于：所述喷嘴的侧壁上具有第二连通孔，所述活塞可滑动地套装于所述喷嘴的外部。5.根据权利要求4所述的冲击钻具，其特征在于：所述第二连通孔的数量为多个，所述第二连通孔绕所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹浩，李宽，王稳石，吴纪修，王志刚，王文，施山山，史二岭，张恒春，闫家，曹龙龙，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：