[发明专利]旋转配流式复合冲击器有效
申请号: | 201810325692.5 | 申请日: | 2018-04-12 |
公开(公告)号: | CN108590510B | 公开(公告)日: | 2019-11-15 |
发明(设计)人: | 柳贡慧;温晓松;李军;查春青 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京);北京工业大学 |
主分类号: | E21B4/14 | 分类号: | E21B4/14 |
代理公司: | 11205 北京同立钧成知识产权代理有限公司 | 代理人: | 刘丹;黄健<国际申请>=<国际公布>=< |
地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 异型钻头 往复式 复合冲击器 冲击元件 弧形面 钻头 流式 破岩 适配 高压钻井液 冲击单元 冲击载荷 复合运动 轴向冲击 中轴 轴向 座轴 地层 平行 施加 转化 | ||
1.一种旋转配流式复合冲击器,其特征在于,包括异型钻头座、外壳体和上接头,所述外壳体的上端套设在所述上接头的下部,所述外壳体的下端套设在所述异型钻头座的上部,所述异型钻头座与所述外壳体转动相连;
所述外壳体内设有往复式冲击元件,在高压钻井液的冲击下所述往复式冲击元件可沿所述外壳体的轴向方向上下运动;所述异型钻头座的上部设有两个第一工作面和两个第二工作面,两个所述第一工作面和两个所述第二工作面均相对于所述异型钻头座的中轴面镜面对称分布,两个所述第一工作面为平行于所述异型钻头座的中轴面的平面,两个所述第二工作面为弧形面,所述弧形面沿所述异型钻头座的轴向延伸,且所述弧形面的一端与所述异型钻头座的端面相连,另一端与相邻的所述第一工作面的下端相连;所述往复式冲击元件的下部设有两个第三工作面和两个第四工作面,两个所述第三工作面为与两个所述第一工作面相适配的平面,两个所述第四工作面为与两个所述第二工作面相适配的弧形面。
2.根据权利要求1所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述异型钻头座包括底座和设置在所述底座上的凸起部,所述第一工作面和第二工作面设置在所述凸起部上;所述底座的外侧壁上设有多个向上凸起的第一牙掌,多个所述第一牙掌沿所述底座的周向均匀分布;所述外壳体的下端设有多个用于与所述第一牙掌相配合的第二牙掌,所述第二牙掌沿所述外壳体的周向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述异型钻头座内设有沿轴向凸起的台阶面,所述异型钻头座的台阶面上端固定设有芯筒,所述芯筒的上端与所述上接头固定连接;所述芯筒内也设有沿轴向凸起的台阶面,所述芯筒的台阶面将所述芯筒的内部分成芯筒上腔体和芯筒下腔体,所述芯筒的台阶面上设有喷座,所述喷座的外侧套设有旋转配流轴,所述旋转配流轴的上端与所述上接头可转动相连;所述芯筒的外侧套设有所述往复式冲击元件,所述往复式冲击元件位于所述芯筒和所述外壳体之间。
4.根据权利要求3所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述喷座包括本体和设置在所述本体上的凸台,所述旋转配流轴套设在所述凸台的外侧;所述本体的周向外侧还设有固定环,所述固定环与所述本体之间设有多个扰流翼板。
5.根据权利要求4所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述喷座内设有联通所述旋转配流轴和芯筒下腔体的通孔,且所述通孔的内径小于所述旋转配流轴的内径。
6.根据权利要求5所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述往复式冲击元件内设有沿轴向方向凸起的台阶面,所述往复式冲击元件的台阶面将所述往复式冲击元件内部分成往复式冲击元件上腔体和往复式冲击元件下腔体;所述旋转配流轴还包括四个配流块,所述配流块用于联通所述旋转配流轴和所述芯筒,四个所述配流块两两成组、且分别与所述往复式冲击元件上腔体和往复式冲击元件下腔体相对应,每一组中的所述配流块均沿所述旋转配流轴的竖截面对称分布。
7.根据权利要求6所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,在所述配流块的侧壁上还设有与所述旋转配流轴的外表面的切线方向相平行的喷嘴,同一配流块中的所述喷嘴均位于同一侧面上,位于同一组所述配流块中的所述喷嘴朝向相反。
8.根据权利要求7所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述芯筒上设有联通所述芯筒和所述往复式冲击元件的槽口,所述槽口与所述配流块位于同一水平面上。
9.根据权利要求8所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述旋转配流轴的上端与所述上接头之间还设有轴套,所述轴套的下端与所述旋转配流轴的上端可转动连接。
10.根据权利要求9所述的旋转配流式复合冲击器,其特征在于,所述轴套与所述旋转配流轴之间还设有回转支撑,所述回转支撑包括外环和内环,所述外环与所述轴套固定连接,所述内环可相对于所述外环转动;在所述旋转配流轴的外侧壁上设有连接键,所述内环的内侧壁上设有键槽,通过所述连接键和键槽的配合实现所述旋转配流轴和所述回转支撑的连接。
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