[发明专利]一种液压式减振冲击钻井工具

说明书

本发明属于石油钻井设备技术领域，涉及一种液压式减振冲击钻井工具，上接头的两端均设有锥形螺纹；壳体的上端设有锥形螺纹，下端设有六方孔；上接头的上端通过锥形螺纹与外接的上部钻柱连接，下端通过锥形螺纹与壳体的上端连接，壳体下端的六方孔内安装有设置在活塞中部的六方轴；叶轮通过螺帽安装在节流转阀上，节流转阀通过定位台阶安装在隔板的中心孔内，螺栓通过隔板上的螺纹安装孔安装在壳体内壁上；活塞通过锥形螺纹与下接头的上端连接，下接头的下端与外接的钻头连接；其结构简单，操作方便，无刚性冲击，运动部件少，可靠性高，冲击力和冲击频率易于调节，冲击力大，冲击频率高，起到液压减振器的效果，保护钻头，使用寿命长。

技术领域：

本发明属于石油钻井设备技术领域，涉及一种用于深井、复杂井硬地层提高机械钻速的工具，特别是一种液压式减振冲击钻井工具。

背景技术：

随着现在油气勘探工作的发展，陆地及近海油气开发已进入后期，浅层区块越来越少，主要向深部硬地层区块发展。我国在在深井硬地层钻井过程中遇到了一些突出的难题，问题主要是硬地层钻井过程中易发生跳钻、涡动、粘滑振动等问题，这会导致钻头寿命短，起下钻频繁，延长钻井周期，提高了钻井成本。提高深井钻速成为钻井领域的一个重要研究方向，冲击钻井技术成为解决深井硬岩地层钻进难题的有效途径。

目前，国内主要的冲击器有阀式冲击器，射流式冲击器、射吸式冲击器、机械式冲击器、节流式冲击器等，这些冲击器部件一般包括：活塞、弹簧、冲锤和砧子，而且这些工具的冲击频率主要在10-50HZ之间，这些工具主要靠刚性冲击给钻头提供冲击力，这对材料和运动部件的装配间隙提出了很高的要求，但刚性冲击力最容易给运动部件间的接触面造成损害，严重影响工具使用寿命；中国专利201510797525.7公开了一种液动冲击器，钻井液通过本体上部的流道进入液动冲击器；流经中心轴上部的进液口后分流，进入液动腔，随着流体向下流动，推动涡轮组旋转，从而带动中心轴和阀套共同旋转；而后，流体从中心轴下部的出液口流出，通过中心轴内部流道进入冲击器，当旋转的阀套和固定的隔压筒出液口未对齐时，冲击腔封闭；流经冲击腔底部喷嘴时，会产生高压，在压差的作用下冲击体会随之向上抬起；当转阀的阀套和固定隔压筒出液口对齐时，冲击腔打开，液体流出；液体从阀套和隔压筒流出，冲击腔底部压力降低，冲击体下落，如此循环往复，该液动冲击器的冲击力是由冲锤(文中的冲击体)冲击砧子产生，因此也有机械式冲击器的缺点，即这对材料和运动部件的装配间隙提出了很高的要求，但刚性冲击力最容易给运动部件间的接触面造成损害，严重影响工具使用寿命。因此，迫切需要设计一种新型结构的液压式减振冲击钻井工具。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对现有冲击器寿命短，可靠性差、冲击功低等情况，设计提供一种液压式减振冲击钻井工具，将开关阀特性和活塞的特性相结合，实现冲击与减振功能的耦合，仅采用叶轮、节流转阀作为运动部件，且无刚性冲击力，工具结构简单，可靠性高。

为了实现上述目的，本发明所述液压式减振冲击钻井工具的主体结构包括上接头、壳体、螺帽、叶轮、节流转阀、隔板、螺栓、密封圈、活塞和下接头；上接头的两端均设有锥形螺纹；壳体的上端设有锥形螺纹，下端设有六方孔；上接头的上端通过锥形螺纹与外接的上部钻柱连接，下端通过锥形螺纹与壳体的上端连接，壳体下端的六方孔内安装有设置在活塞中部的六方轴；叶轮中心设有安装孔，安装孔周围安装叶片；叶轮通过螺帽安装在节流转阀上，节流转阀中部设有回流流道，回流流道下方设有凸起的定位台阶，节流转阀的中心流道末端开有节流口，节流口上方沿周向均匀设有六个压力孔；节流转阀通过定位台阶安装在隔板的中心孔内，隔板的四周设有螺纹安装孔，隔板下端的台阶上设有六个压力孔；螺栓通过隔板上的螺纹安装孔安装在壳体内壁上；活塞的上部为圆柱形凸台，圆柱形凸台中部设有安装密封圈的环形槽，圆柱形凸台上方为冲击面，活塞的下部设有锥形螺纹，下接头两端分别加工有锥形螺纹，活塞通过锥形螺纹与下接头的上端连接，下接头的下端与外接的钻头连接。