[发明专利]油气钻井用射流式冲击器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种油气钻井机具，尤其是油气钻井冲击钻井用的射流式液动冲击器。

背景技术

现有的石油、天然气钻井主要采用普通回转钻进技术，配合牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头及喷射钻井工艺，当钻进遇到硬岩层时，钻进效率很低，钻头使用寿命短，施工周期较长，成本较高。CN2040529公开的液动射流式冲击回转钻具，适应的冲洗液为水及低固相泥浆，一旦冲洗液中固相含量较高时，其射流元件磨损严重，大大降低射流元件使用寿命，严重影响钻进工作的稳定性和可靠性。

现有的液动射流式冲击器，一般由射流元件、缸体上端压盖及置于缸体内腔的活塞、活塞杆和由活塞将缸体内腔分成的上腔体、下腔体以及冲锤组成。在CN2385068Y中公开了一种深井钻孔液动射流式冲击器，其内部主要部件采用橡胶密封，即在内缸和外缸之间设置橡胶密封圈，使内缸外侧壁的条形豁口与外缸内壁之间形成密封通道，从而达到使来自射流元件的高压流体进入缸体下腔的目的。这种密封形式在地质岩心钻探和工程施工领域基本能够满足使用要求。但是，在石油、天然气钻井过程中，随着钻进深度的增加，孔内温度不断升高，与外缸内壁直接接触的橡胶密封圈容易在高温条件下老化而导致密封失效。高压流体进入下腔通道的密封条件一旦破坏将影响射流元件的正常工作，且如果高压射流不能正常切换，还可能导致射流元件因单侧连续冲蚀而损坏。由于射流元件及缸盖的缺陷使冲击器在孔底的工作很不稳定，使用寿命也受到了严重影响。在CN2550477Y中公开的一种射流式冲击器的主要部件之间的密封进行了改进，将使用橡胶密封圈密封而形成的封闭通道改为一体化通道，这种密封方式在使用过程中存在焊接部位开裂导致密封失效的潜在风险。

此外，现有的液动射流式冲击器内部结构有一定的缺陷，例如外缸内部各个零部件之间如果太紧则冲击器不能正常工作甚至冲锤不动，相反各个零部件之间如果太松则射流元件与缸体顶面间泄漏造成冲蚀，冲击器工作时间也会缩短；现有的射流式冲击器能够实现防空打，其原理是由八方套控制砧子轴向位移，在活塞杆和冲锤的自重作用下使其自动下滑，并带动活塞下行关闭下腔和液流进出通道实现防空打，防空打效果并不理想。

发明内容：

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种射流元件采用双面大面积排空道，取消了射流元件压盖上的分流孔，防空打灵敏，密封可靠，工作寿命长的油气钻井用射流式冲击器。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

射流元件6设有双面大面积排空道5，射流元件6的压盖上无分流喷咀，行程调节杆21和活塞杆9设计成一体，上接头1与碟簧架2间安装一组碟形弹簧3，碟簧架2即是碟形弹簧3的固定支架，也是射流元件6的压盖。

本发明的目的还可以通过以下方式实现：

活塞杆9与缸体8配合段的下端面至缸盖10的上端面这一段直径比其与缸盖10的配合段直径小0.5mm-1.5mm；缸盖10设有一个或一个以上螺旋槽；缸体8与活塞杆9之间、活塞杆9与缸盖10之间均采用金属螺旋槽密封；砧子上紧靠半圆卡15的下方开有与内通道20相通的斜孔19。

有益效果：油气钻井用射流式液动冲击器，活塞杆与缸盖之间均采用金属螺旋槽密封，克服了这二者之间密封圈密封容易失效的问题，防空打机构更加有效的实现了防空打功能，射流元件的进一步改善大大延长冲击器在井底的工作寿命。

附图说明

附图：油气钻井用射流式冲击器剖视图

1上接头，2碟簧架，3碟形弹簧，4调整垫，5排空道，6射流元件，7外缸，8缸体，9活塞杆，10缸盖，11定位销，12中接头，13冲锤，14外管，15半圆卡，16斜向上气孔，17八方套，18砧子，19砧子上的斜孔，20中通道，21行程调节杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一步详细说明：