[发明专利]减震破岩工具

说明书

本发明提供了一种减震破岩工具，其包括：上壳体、下壳体、冲击座、分流器、节流喷嘴、驱动器和冲击器，通过分流器和节流喷嘴形成高低压钻井液，并使驱动器在高低压钻井液液压差的作用下推动冲击器往复敲击冲击座，以将钻井液的流体能量转换成扭向的、高频的机械冲击能量，并将该机械冲击能量直接传递给PDC钻头。本发明能够有效降低井下钻杆震动，提高钻头破岩效率，延长钻头使用寿命，能量消耗低、可靠性高、适用性强。

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井领域，特别是一种钻井配套工具，具体是一种适用于中硬地层、特硬地层或软硬交错地层钻井用的减震破岩工具。

背景技术

目前，随着我国浅层油气资源的不断枯竭，勘探开发逐渐向深层、超深层转移。深部中硬地层、高研磨性地层、软硬交错地层钻井过程中井下钻柱震动剧烈，表现为涡动(径向震动)、粘滑(扭向震动)和跳钻(轴向震动)，使得钻头切削齿承受不规则的交变载荷和冲击载荷，不能保持连续的高频切削地层，导致钻井能量消耗大、钻头破岩效率低、寿命短。因此，如何降低井下钻柱有害震动，保持钻头连续的高频切削，是深井、超深井钻井亟待解决的核心技术问题。

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明人结合相关制造领域多年的设计及使用经验，辅以过强的专业知识，提供一种减震破岩工具，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种减震破岩工具，其能够有效降低井下钻杆震动，提高钻头破岩效率，延长钻头使用寿命，能量消耗低、可靠性高、适用性强。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种减震破岩工具，其包括：上壳体，其具有轴向贯通的注泥浆通道，所述上壳体的上端与钻铤相连；下壳体，其上端与所述上壳体相连接，其下端与钻头相连，所述下壳体具有与所述注泥浆通道相连通的容纳腔；冲击座，其上端与所述上壳体相连接，其下端位于所述下壳体的容纳腔中，所述冲击座的内环壁上设置有多个冲击腔和多个高压腔，所述冲击腔与所述高压腔交错设置；分流器，其设置在所述冲击座内，所述分流器具有多个上分流孔和多个下分流孔，所述上分流孔与所述高压腔相连通，所述分流器内穿设有节流喷嘴，每个所述上分流孔的当量直径大于所述节流喷嘴的内径，钻井液流经所述上分流孔时形成的压降小于钻井液流经所述节流喷嘴的压降；驱动器，其套设在所述分流器上并位于所述冲击座内，所述驱动器设置有多个轴向高压凹槽和多个低压通孔，所述轴向高压凹槽与所述上分流孔相连通，经过所述上分流孔的钻井液能流入所述轴向高压凹槽，所述轴向高压凹槽与所述低压通孔交错设置；冲击器，其套设在所述驱动器外侧并位于所述冲击座内，所述冲击器的外壁上设置有多个冲击锤，所述冲击锤伸入所述冲击腔中，两两所述冲击锤之间的所述冲击器侧壁上设置有多个液流通孔；所述冲击锤将所述冲击腔分隔成第一腔室和第二腔室，在所述第一腔室通过所述液流通孔与所述低压通孔相连通，且所述第二腔室通过所述液流通孔与所述轴向高压凹槽相连通的状态下，经所述分流器的上分流孔流入所述驱动器的轴向高压凹槽的钻井液通过所述液流通孔进入所述第二腔室，经所述节流喷嘴进入所述分流器的通孔中并依次经所述下分流孔、所述低压通孔和所述液流通孔进入所述第一腔室，所述冲击锤由所述第二腔室向所述第一腔室运动；在所述第一腔室通过所述液流通孔与所述轴向高压凹槽相连通，且所述第二腔室通过所述液流通孔与所述低压通孔相连通的状态下，经所述分流器的上分流孔流入所述驱动器的轴向高压凹槽的钻井液通过所述液流通孔进入所述第一腔室，经所述节流喷嘴进入所述分流器的通孔中并依次经所述下分流孔、所述低压通孔和所述液流通孔进入所述第二腔室，所述冲击锤由所述第一腔室向所述第二腔室运动；其中，所述下壳体内设置有端盖，所述端盖的上端分别与所述冲击座、所述驱动器和所述冲击器相抵接，所述分流器穿过所述端盖的一端套设有压紧弹簧，所述分流器上还设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述端盖的下端贴合设置，所述压紧弹簧的一端与所述锁紧螺母抵接，所述压紧弹簧的另一端与所述下壳体相抵接。