[发明专利]一种分流式水力振荡周向冲击器

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油行业中应用于中硬到硬地层的钻井用工具，具体涉及一种分流式水力振荡周向冲击器。

背景技术

在石油资源日益匮乏和需求急剧增大这两大因素的推动下，新区的勘探开发不断扩大，采油井的深度不断加深，钻遇地层越来越复杂，动力沿程损失大，液柱对井底的压持效应明显，钻井速度慢，工具易损坏，从而导致钻井周期加长，钻井成本变高，严重制约了油气田开发的进程。因此提高深井、超深井钻速是目前国内外各油田的迫切需要。

当前，各类冲击器是提高深井机械钻速的主要井下动力工具。但是国内所应用到现场常规冲击器经常因较多的连接、活动件，形成易损、薄弱部位，存在寿命短的问题。同时中深井中所应用的钻头多为PDC钻头，由于破岩时产生粘滑振动，PDC钻头经常过早失效。因此，研发新型可解决以上问题的工具迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种分流式水力振荡周向冲击器，这种分流式水力振荡周向冲击器用于解决常规冲击器因连接、活动件多导致的寿命短、冲击效果不好的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种分流式水力振荡周向冲击器包括外壳接头、双母射流发生器、分流器、压盖、液动锤、传动短接；双母射流发生器顶在外壳接头内，液动锤安装在传动短接的上部，分流器和压盖位于双母射流发生器和液动锤之间，传动短接旋入外壳接头的下端并顶在压盖上；外壳接头内壁具有环形凹槽和泄流通道，环形凹槽与双母射流发生器外壁上的返液出口相对应设置，泄流通道位于环形凹槽下面并且相通，传动短接设置有引流孔，引流孔一端与泄流通道下端相通，引流孔另一端与传动短接内腔相通；双母射流发生器为具有中心流道的柱形体，中心流道与外壳接头内腔相通，挡块位于中心流道的底部，将中心流道分隔成左右两个分流道，这两个分流道为两个第一分流道，双母射流发生器内部设置有左右两条压力反馈通道，每条压力反馈通道的外侧设置有返液出口，每条压力反馈通道的入口、出口均与中心流道相通，每个返液出口的一端均与中心流道相通，每个返液出口的另一端设置均在双母射流发生器外壁上；分流器也设置有两个分流道，为两个第二分流道，两个第二分流道上端分别与双母射流发生器的两个第一分流道相接，分流器将每个第二分流道再分成两部分，压盖具有分别与分流器相通的四个导流孔，液动锤具有对称的弧形凸台，传动短接上部具有容纳弧形凸台的弧形腔，压盖的四个导流孔分别与弧形腔的四个侧壁相对应。

上述方案中传动短接下端与钻头螺纹连接。

上述方案中分流器由分流器主体和堵块两部分组成，分流器主体内部设有两条分流道，一条为直流道，一条为斜流道，分流器主体底部有第一分流槽，斜流道延伸至第一分流槽，第一分流槽对称设置有两个导流孔，第一分流槽分别与这两个导流孔连通；堵块为内部带有环形台的筒体，堵块环绕在分流器主体下部并形成环形的第二分流槽，该第二分流槽也对称设置有两个导流孔，该第二分流槽也分别连通两个导流孔；压盖是一个外加对称环扇形体的圆柱体，并具有四个相等体积的导流孔，分流器的导流孔与压盖的导流孔一一对应。

上述方案中双母射流发生器的中心流道为瓶状的，压力反馈通道为圆形孔道，压力反馈通道的入口设置在瓶中下部靠近相对应的分流道，压力反馈通道的出口设置有瓶颈处，返液出口位于压力反馈通道的入口、出口之间，这样泄压效果好，压力反馈通道的入口位于瓶颈处，可将液流更容易地推向相对侧的分流道。

上述方案中外壳接头是一个圆柱空心体，内腔上端为母接头，以与上部钻柱连接，中下端为二级收缩形式，第一收缩段放置双母射流发生器和分流器。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明充分地利用了水力能量，使钻头在旋转工作的同时产生周向振动，提高破岩效率。同时，周向运动也减小了粘滑振动对钻进的影响。冲击器没有冲锤、弹簧等中间缓冲储能装置，亦没有阀孔的关闭，不存在薄弱部位，因此寿命长，冲击效果好。

2、本发明运用钻井液的残余压力工作，不需要额外补充能量。

3、本发明结构简单，易于实现，成本较低，便于在油田现场的推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明外壳接头剖面结构示意图；

图3是本发明双母射流发生器剖面结构示意图；

图4是本发明分流器结构示意图；

图5是本发明分流器剖面结构示意图；

图6是本发明压盖结构示意图；

图7是本发明液动锤结构俯视图；

图8是本发明传动外壳结构示意图。