[发明专利]液动锤分流机构、液动锤以及井下钻探装置

说明书

技术领域

本发明涉及地下钻进施工设备，尤其涉及一种液动锤分流机构、液动锤以及井下钻探装置。

背景技术

在石油天然气勘探开发钻井中采用液动锤技术可大幅度提高钻进效率和钻孔质量，尤其对于坚硬地层。而将液动锤与孔底动力钻具相结合，既可实现快速钻进，又可降低钻杆转速和孔内风险，已经被越来越多的人认可。但是，液动锤与孔底动力钻具排量存在较大差异，例如，作为常用孔底动力钻具的螺杆钻具排量要比液动锤大50％左右；泥浆作为液动锤与螺杆马达共同的驱动介质，根据排量差异，应当对液动锤或螺杆马达的泥浆进行分流，以提高钻探装置的适用范围。

目前具有分流功能的液动锤结构如中国专利ZL201210266655.4公开的具有泥浆分流和侧壁密封功能的液动锤，该专利公开的液动锤结构采用分流嘴与扇形空区构成的分流结构，以减轻高压泥浆对缸体的冲蚀，进而提高液动锤整体使用寿命；该专利技术的缺陷主要是：1、分流结构尤其是扇形空区，主要是由凸台、内管和外管构成的区域，它是调整泥浆流量的关键结构，此整体组合结构长期被泥浆侵蚀易发生堵塞和磨损，更换拆装难度很大，成本也非常高；2、无法对分流的泥浆进行流量的精确限定和调节，若液动锤与其他钻探装置的协同使用，一方面无法满足驱动泥浆介质的精确分流要求，另一方面对分流结构的换装难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种液动锤分流机构、基于该分流机构的液动锤以及井下钻探装置。

本发明是这样来实现的，一种液动锤分流机构，它包括上接头、外管以及位于外管内的上喷嘴和上缸套，所述外管连接于上接头，上喷嘴连接在上接头和上缸套之间，其特征在于，所述上接头的中心通道外周均匀排布有若干个用于泥浆分流的分流孔，每个分流孔内安装有分流嘴，所述分流孔和分流嘴的内部与外管和上缸套之间的排出腔相连通。

所述分流嘴通过螺纹结构安装在分流孔内；分流嘴包括挡头、合金喷嘴和分流嘴体，它们沿泥浆来向依次排布，所述挡头螺纹连接在合金喷嘴端部，且将合金喷嘴固定在分流嘴体内；所述分流嘴体外周对称分布有便于拧卸的凸台，分流嘴体和分流孔内壁之间还设有若干个O形圈。

所述上喷嘴设有用于限定分流嘴位置的第一台阶，第一台阶与分流嘴体靠近排出腔的一端接触。所述上喷嘴正对分流嘴中泥浆喷出方向的壁面为一倒圆。

优选的是：所述合金喷嘴整体采用YG类硬质合金压制而成，合金喷嘴的内径:分流嘴体(4)内径≤2:3,且合金喷嘴内腔两端均设有15-75°倒角。

所述上喷嘴与上接头、上缸套均为过盈配合，并在上喷嘴与上接头以及上喷嘴与上缸套的配合面分别设置O形圈，上喷嘴上还设有对上缸套进行限位的第二台阶；所述上缸套外周均匀分布有若干个对上缸套进行导正的过水槽。

一种液动锤，其特征在于，它包括上述的液动锤分流机构，所述液动锤分流机构中的上接头中心通道、上喷嘴内腔与液动锤钻具的工作腔相连通。

一种井下钻探装置，其特征在于，它包括孔底动力钻具和上述的液动锤，所述孔底动力钻具排出的泥浆经过液动锤分流机构分流，从液动锤分流机构中排出腔排出的泥浆进入液动锤钻具的工作腔，作为液动锤钻具的驱动介质。

本发明的有益效果为：本发明采用安全可靠的分流结构设计，结构简单，拆卸方便，分流效果良好，性能稳定，可通过更换不同内径的合金喷嘴进而获得不同的分流排量，调节范围广，合金喷嘴为硬质合金整体压制，工作寿命长。本发明克服了当前螺杆钻具等孔孔底动力钻具和液动锤排量差异问题，提高液动锤的排量适应范围，能够适应与螺杆马达等其他井下动力钻具相结合的多工艺要求。可广泛应用于石油天然气钻井、新能源勘探与开发等领域。

附图说明

图1为本发明液动锤分流机构的结构剖面图。

图2为本发明液动锤分流机构与液动锤钻具的装配结构剖面图。

图3为本发明液动锤分流机构与液动锤钻具和孔底动力钻具的装配结构剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。