[实用新型]一种水平定向钻用射流式液动冲击钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及坚硬复杂地层水平定向钻穿越管道铺设施工领域，特别涉 及一种水平定向钻用射流式液动冲击钻具。

背景技术

在我国，水平定向钻穿越铺管技术的应用领域已更加广泛化和专业化，钻 遇地层也呈现多元化趋势。由于传统的水平定向钻进铺管技术在硬岩地层适应 性差、钻进效率低下，硬岩水平定向钻进铺管技术的研究滞后，严重影响了水 平定向钻进铺管技术的发展。随着非开挖穿越在管道建设工程中的工程量不断 增多，作为非开挖穿越最经济、时效性最强的定向钻穿越工程量也不断增多， 而现阶段在硬岩地层定向钻穿越中时效性不能凸显，钻进效率较低。

常规钻井作业中破岩方式主要有两种，一种是回转切削破岩，另外一种为 冲击破岩。在水平定向钻穿越导向孔钻进中，受地层复杂性条件限制，在坚硬、 破碎地层使用常规定向钻井工艺与方法不能满足现代化、城市化发展的技术需 求，造成钻进效率低，施工周期长，钻井成本高，严重影响了水平定向钻穿越 钻井技术的大力普及与推广应用。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在水平定向钻穿越施工领域现有钻具主要包括一些提供扭矩与转速的螺杆 钻具、随钻测量系统以及其他相关测量和联接用的普通钻具，而未出现为了革 新工艺、提高钻进效率的专用于硬岩地层的特殊钻具。

现阶段在水平定向钻穿越工程中无冲击钻进工艺，也未发现适合于硬岩地 层水平定向钻穿越的冲击钻具，只有在其它地质钻探以及石油领域有小口径冲 击钻具。

综上，现有普通冲击钻具一般口径较小，冲击功较小，无法应用在硬岩地 层水平定向钻进中，采用大口径液动冲击钻具工作性能不够稳定，使用寿命较 短。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种水平定向钻用射 流式液动冲击钻具。冲击功大，破岩能力强，工作稳定，有效提高坚硬地层水 平定向钻穿越施工的钻进效率，降低钻井成本，缩短施工周期，提高冲击钻具 的使用寿命。所述技术方案如下：

一种水平定向钻用射流式液动冲击钻具，该冲击钻具至少包括：上接头、 蝶形弹簧、调整垫片、上压盖、外缸、射流元件、缸体、行程调节锥杆、活塞、 缸盖、中接头、冲锤、导向滑块、外管、半圆卡、砧子、八方套及密封结构； 所述上接头下部联接外缸，所述外缸下部联接中接头，所述中接头下部联接外 管，所述外管下部联接八方套。

所述上接头与外缸、所述外缸与中接头、所述中接头与外管、所述外管与八 方套均采用梯形锥螺纹联接，联接锥度均为1/20。

所述上接头下部联接外缸，所述外缸下部联接中接头，所述中接头下部联接 外管，所述外管下部联接八方套，均采用梯形锥螺纹联接，联接锥度均为1/20。

所述外缸内腔自上而下顺次设置有上压盖、射流元件本体、缸体、缸盖， 所述缸体内设置有行程调节锥杆、活塞，所述活塞下面是活塞杆。

所述上压盖下部联接射流元件并通过O型密封圈密封，同时通过O型密封 圈与外缸密封，所述上压盖上设置有蝶形弹簧、调整垫片，所述上压盖上部伸 入上接头的内腔并通过O型密封圈密封。

所述缸体上部通过O型密封圈与射流元件密封，并通过O型密封圈与外缸 密封；活塞下部通过O型密封圈与缸盖和外缸密封，所述缸体底端通过定位销 与缸盖联接，所述缸盖与活塞杆通过环槽结构密封，环槽结构设置于缸盖与活 塞杆接触的中心孔内，所述活塞与缸体内侧面接触区域通过镀磷镍表面硬化。

所述行程调节锥杆设置在缸体内且下部与活塞联接，活塞杆下部伸入中接 头的内腔并与冲锤联接，均采用莫氏锥度联接。

所述射流元件至少包括合金喷嘴、射流元件本体、合金底板、合金侧板、 合金劈尖；所述合金喷嘴、合金底板、合金侧板、合金劈尖均为硬质合金镶嵌 组件，自上而下顺次设置在与高压流体接触区域的射流元件本体上，并采用燕 尾槽镶嵌方式，各组件之间形成流体通道，用以流体的稳定切换与顺畅排空， 由此构成射流元件。

所述外管的内腔自上而下顺次设置有冲锤、砧子，所述冲锤下部缩径处设 置有若干个碳纤维聚四氟乙烯材质的导向滑块，沿圆周均匀分布，所述砧子上 部设置有半圆卡，中部与八方套采用滑动联接，所述砧子内腔设置有通道，底 部设置有与下接头联接的锥形螺纹孔。