[发明专利]轴向水力冲击钻井提速工具

权利要求书

1.一种轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：包括外壳体（1）、动力钻具接头（2）、芯轴（3）和分流盘（4），所述外壳体（1）与动力钻具定子相连，外壳体（1）与分流盘（4）用键结构连接，动力钻具接头（2）上部与动力钻具转子相连，下部与芯轴（3）相连，动力钻具接头（2）与芯轴（3）组成的连接体，随着动力钻具转子一起相对于外壳体（1）与分流盘（4）以及动力钻具定子的连接体旋转；芯轴（3）内部安装有喷嘴（7），分流盘（4）位于芯轴（3）与外壳体（1）组合形成的分流腔内，截流盘位于芯轴（3）的中部；分流盘（4）和截流盘通过相对旋转实现周期性流道连通进而使得截流盘受到冲击，从而产生芯轴整体轴向冲击；

所述的外壳体（1）外部为一等直径圆柱面，内部从上到下依次为动力钻具定子连接扣、外壳体上环形平面、外壳体上扶正圆面（101）、外壳体下环形平面、外壳体键结构连接面（102）和外壳体下扶正圆面（103），其中，动力钻具定子连接扣用于实现轴向水力冲击钻井提速工具与动力钻具定子的连接；外壳体上环形平面用于实现外壳体（1）与动力钻具接头（2）和芯轴（3）组成的连接体间的轴向限位；外壳体上扶正圆面（101）为外壳体（1）与芯轴（3）提供上部扶正；外壳体键结构连接面（102）用于分流盘（4）配合实现外壳体（1）与动力钻具接头（2）和芯轴（3）组成的连接体间相对轴向滑动而不相对旋转；外壳体下扶正圆面（103）为内径大于外壳体键结构连接面（102）大径的圆面。

2.根据权利要求1所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述的动力钻具接头（2）外部为一圆柱面，该圆柱面直径大于外壳体上扶正圆面（101）直径；动力钻具接头（2）内部从上到下依次为：传扭结构、钻井液中心流道、芯轴连接扣；传扭结构与动力钻具转子输出扭矩端外部结构相匹配，用于与动力钻具转子连接后实现扭矩的传递；钻井液中心流道为圆形孔，用于将动力钻具传输来的钻井液传给芯轴（3）钻井液中心流道；芯轴连接扣用于实现动力钻具接头（2）与芯轴（3）的连接。

3.根据权利要求1所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述的芯轴（3）内部从上到下依次为：钻井液上部中心流道、分流流道（301）、喷嘴（7）、细流道、汇流流道（303）、钻井液下部中心流道，钻头连接扣；钻井液上部中心流道用于将钻井液传递给喷嘴（7）及分流流道（301）；分流流道（301）将部分钻井液分流至分流腔（8）；喷嘴（7）用于将钻井液中心流道的钻井液的压能转化为动能；细流道直径小于钻井液上部中心流道，细流道上端面可轴向限位喷嘴（7），细流道用于将喷嘴（7）过流流体传导至钻井液下部中心流道；汇流流道（303）将汇流腔（6）内的钻井液汇入到钻井液下部中心流道；钻头连接扣用于钻头与轴向水力冲击钻井提速工具的连接。

4.根据权利要求1所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述的分流盘（4）中心为内扶正圆面，周向均布分流盘流道（401）；内扶正圆面为芯轴（3）与分流盘（4）提供扶正；分流盘流道（401）为圆形孔，分流盘流道（401）圆形孔直径与截流盘流道直径相同，截流盘（302）与分流盘（4）相对旋转运动，截流盘流道与分流盘流道（401）连通时，部分钻井液通过分流盘流道（401）、截流盘流道、汇流腔（6）、汇流流道（303）、汇入钻井液下部中心流道，截流盘流道与分流盘流道（401）未连通时，钻井液通过分流盘流道冲击截流盘（302）端面，形成轴向冲击。

5.根据权利要求1所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述芯轴（3）中部截流盘（302）下部回流面以及外壳体下扶正圆面形成的环形腔体为汇流腔（6），用于将截流盘流道传输来的钻井液通过汇流流道（303）汇入至钻井液下部中心流道。

6.根据权利要求3所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述的分流腔（8）是由外壳体下环形平面、分流盘上端面、外壳体键结构连接面以及芯轴（3）上扶正圆面组成的环形腔体，用于将芯轴（3）分流流道传输来的钻井液传输至分流盘流道（401）。

7.根据权利要求1所述的轴向水力冲击钻井提速工具，其特征是：所述的芯轴（3）安装于外壳体（1）内部，芯轴（3）既可在外壳体内部转动，也能轴向滑动；芯轴（3）下部扶正圆面（304）的密封槽内安有密封总成（5）；外壳体（1）上部扶正圆面（101）的密封槽内安装有密封总成（9）；分流盘（4）不可在外壳体（1）内部转动，但能轴向滑动。