[发明专利]高频扭转复位轴向振动冲击工具

说明书

本发明涉及一种用于石油天然气钻井工程的高频扭转复位冲击工具，通过螺纹连接安装在钻头上部，包括涡轮总成、转换总成、冲击总成。所述的转换总成前端接冲击总成，后端接涡轮总成；通过转换总成实现泥浆通道周期性变化，利用流道变化产生性的压差推动滑套向前移动，产生轴向位移与轴向作用力，作用在冲击花键上，驱动冲击花键与冲击锤一起向前运动，冲击锤前端扭簧压缩，冲击锤冲击砧子，滑套后移时，扭簧对冲击锤施加一个转动力矩，使冲击锤转动，冲击锤进入另一个花键槽，此后重复此周期性运动。本发明的高频扭转复位轴向振动冲击工具结构简单，对钻头和地层的适应性较强，能够提高钻井效率。

技术领域

本发明涉及一种用于石油天然气钻探工程领域的高频扭转复位轴向振动冲击工具。

背景技术

随着经济不断发展，油气需求量越来越大，而我国浅层油气资源则口益枯竭，油气开采必然向更深、更硬地层方向发展，并且我国的深层油气储量相当丰富，油气资源开采难度也逐渐加大。因此石油天然气钻井所钻地层将会越来越深，地质年代会越来越长远，岩石越来越硬。但是，钻井技术水平限制着深井、超深井的发展，提高深井硬岩钻井速度成为钻井界钻研的重要课题之一。当前油气田勘探开发钻井中仍选用传统的牙轮钻头，配合PDC钻头及喷射钻井装置的旋转钻井技术。钻井过程当中碰到硬地层时，钻井效率降低，钻头寿命变的更短，钻井周期变的更长，成本升的更高。

因此，如何有效提高深部地层的钻井效率是当今钻井工程中急需解决的一个问题，探求更新、更高效的破岩技术，提高钻井速度、降低钻井成本、缩小勘探开发周期，这是钻井技术发展的一个主要方向。冲旋钻井技术是目前国内外钻井技术发展的主要方向之一，不过目前仍存在寿命短、受钻井液性能影响较大，冲击振动参数不合理，单方面提高冲击功等方面的问题，这些因素阻碍了冲击钻井技术的进一步发展，所以开展新型冲击钻井工具的研制已经是冲旋钻井技术发展的重要环节。

发明内容

为了探索解决现有冲击振动工具寿命短、冲击振动参数不合理、不能有效提高深井钻速等问题，本发明提供了一种高频扭转复位轴向振动冲击工具。本发明的冲击工具通过转换总成实现泥浆通道周期性变化，利用流道变化产生性的压差推动滑套向前移动，产生轴向位移与轴向作用力，作用在冲击花键上，驱动冲击花键与冲击锤一起向前运动，冲击锤前端扭簧压缩，冲击锤冲击砧子，从而对钻头产生高频冲击振动作用，当滑套后移时，扭簧对冲击锤施加一个转动力矩，使冲击锤转动，使冲击锤进入另一个花键槽，此后重复此周期性运动。