[实用新型]一种自转式空气锤

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井装备制造技术领域，确切地说涉及一种应用于石油天然气气体钻井中的自转式空气锤。

背景技术

气体钻井技术采用空气锤依靠高压气体提供动力进行冲击破岩。现有空气锤在结构上只能提供冲击功能，而不能输出扭矩，主要依靠钻机转盘驱动旋转，该工具在垂直井眼内应用效果良好，但是在水平井、定向井钻井作业中，由于井壁摩擦阻力过大，常规空气锤应用效果很不理想。

公开号为CN101363305，公开日为2009年2月11日的中国专利文献公开了一种用于石油天然气钻井中的长寿命高性能空气锤。它能有效提高空气锤使用寿命及增强其整体性能。其技术方案是：外壳上端用螺纹与上接头连接，外壳下端用螺纹与下接头连接，下接头再与钻头花键连接，外壳内腔为阶梯状；配气座中心孔安有逆止阀、弹簧，上接头与配气座间安有碟簧组；内缸安装在外壳内腔，内缸外表面对称分布有四道轴向平槽，槽内加工有径向的气体流通孔，内缸内装活塞；钻头加工有环槽安装卡环，钻头外圆设置有一圈保径齿；在内缸与配气座配合面安有密封垫片。本实用新型具有寿命长和性能高两大特征，能有效提高空气锤使用寿命及增强其整体性能；其结构简单，可用于石油天然气气体钻井中。

但上述技术方案仍然仅能提供冲击功能，不能输出扭矩，仍然依靠钻机转盘驱动旋转，不能解决在水平井、定向井钻井过程中因摩擦阻力过大而不能高效钻进的难题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种适用于石油天然气气体钻井中的自转式空气锤，本实用新型不但能提供冲击功能，还能输出扭矩，实现了空气锤的自旋转，使空气锤实现了冲击与旋转钻进相结合的钻井方式，有效的解决了在水平井、定向井钻井过程中因摩擦阻力过大而无法采用常规空气锤实现高效钻进的难题。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种自转式空气锤，包括旋转隔离机构、旋转机构、配气机构、活塞组件和防掉落钎头，其特征在于：所述旋转隔离机构包括上接头、橡胶密封锥、逆止阀体、弹簧、密封圈和外缸，其中，所述上接头一端与钻具组合螺纹连接，上接头的另一端与外缸螺纹连接，所述橡胶密封锥与逆止阀体通过弹簧定位在上接头与配气机构的配气座盖之间，密封圈设置在上接头和外缸之间。

所述旋转机构包括离合器、螺旋棒和螺旋母，其中，离合器安装在配气机构的配气座内部，螺旋棒上部通过花键与离合器相连接，螺旋棒下部通过花键与螺旋母相连接，螺旋母通过螺纹连接在活塞组件的活塞上部。

所述配气机构包括节流旋塞、配气座盖、配气座、内缸和导向套，其中，配气座盖通过螺纹连接在配气座上部，配气座通过键定位在外缸内部，节流旋塞安装在配气座盖内部，内缸上部与配气座通过台阶定位，下部与导向套相接触，导向套下部通过台阶定位在外缸内部。

所述活塞组件包括活塞、传动套和定位环，其中，活塞下部经花键与传动套相连接，传动套通过花键与防掉落钎头的钎头相连接，定位环安装在传动套与防掉落钎头的钎头卡杯之间。

所述防掉落钎头包括钎头卡杯、钎头、下连接套和防掉接头，其中，钎头卡杯与钎头通过台阶定位，钎头卡杯定位在下连接套上部，下连接套通过螺纹与外缸连接，防掉接头通过台阶与下连接套相挂扣，防掉接头通过螺纹与钎头相连接。

内缸、活塞与导向套之间的环形空间形成前气室。

内缸、活塞、螺旋棒与配气座之间的环形空间形成后气室。

与公开号为CN101363305为代表的现有技术相比，本实用新型的优点表现在：

由于本实用新型采用“旋转隔离机构、旋转机构、配气机构、活塞组件和防掉落钎头形成的自转式空气锤”这样的技术方案，通过旋转隔离机构能将空气锤的旋转运动与钻柱隔离，从而达到空气锤下部旋转而上部不旋转的目的，而采用旋转机构，实现了空气锤的单向旋转，其于部件实现空气锤正常工作；本实用新型不但能提供冲击功能，还能输出扭矩，实现了空气锤的自旋转，使空气锤实现了冲击与旋转钻进相结合的钻井方式，有效的解决了在水平井、定向井钻井过程中因摩擦阻力过大而无法采用常规空气锤实现高效钻进的难题。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图

图中标记：