[发明专利]旋转冲击装置

说明书

本发明涉及井下作业设备技术领域，是一种旋转冲击装置，包括外筒、上芯轴、下芯轴、芯轴铁砧、冲击发生件、冲击驱动组件和冲击执行组件，外筒的上部内侧悬挂有能相对其转动的上芯轴，外筒的下部内侧限位安装有能相对其转动的下芯轴，安装环槽内座有芯轴铁砧，上芯轴的下部套装于安装环槽内并位于芯轴铁砧的上方，上芯轴的下部和下芯轴的上部传动连接在一起。本发明通过冲击驱动组件和冲击执行组件的设置可使得上芯轴能相对下芯轴周期性上下往复运动，进而可通过冲击发生件对芯轴铁砧周期性的产生向下撞击作用力，使得下游钻头在钻进过程中受到脉冲式的向下冲击，使其在钻进作业中具有良好的破岩效果。

技术领域

本发明涉及井下作业设备技术领域，是一种旋转冲击装置。

背景技术

常规钻井主要是利用转盘或井下动力钻具转动钻头来破碎井底岩石，这种钻进方法被称为“回转钻进”。而当钻进遇到坚硬、破碎岩石以及中等硬度的粗粒不均质岩层时，会出现钻头钻井效率低，机械钻速下降等问题，目前，冲击回转钻进技术是解决上述问题的一种有效方法，通常是在普通的回转钻井的钻具上部加上一个冲击器，将连续的、高频的冲击载荷传递到钻头上，使钻头以冲击和回转切削这两种方式综合破碎岩石。

目前，旋转冲击钻具存在以下问题：冲击器结构复杂化，易损件较多，冲锤冲程短，钻进液的冲蚀以及其中的固相颗粒，使得射流孔道堵塞或开关阀部件不能达到设定的功能，从而导致整个冲击器性能不稳定，寿命短，冲击力和振动频率对外界影响因素敏感，会随钻进液排量和压力等因素的变化而变化，这种变化导致钻头冲击破碎效果不理想。

发明内容

本发明提供了一种旋转冲击装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有旋转冲击钻具使用冲击器存在的破碎效果不理想的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种旋转冲击装置，包括外筒、上芯轴、下芯轴、芯轴铁砧、冲击发生件、冲击驱动组件和冲击执行组件，外筒的上部内侧悬挂有能相对其转动的上芯轴，外筒的下部内侧限位安装有能相对其转动的下芯轴，下芯轴的上端内侧设有安装环槽，安装环槽内座有芯轴铁砧，上芯轴的下部套装于安装环槽内并位于芯轴铁砧的上方，上芯轴的下部和下芯轴的上部传动连接在一起，且上芯轴能相对下芯轴上下移动，上芯轴的下部固定有能在其下行时撞击芯轴铁砧的冲击发生件；下芯轴外侧安装有套装于外筒内侧且能与下芯轴同步转动的冲击驱动组件，外筒内侧安装有座于冲击驱动组件上的冲击执行组件，所述冲击执行组件能随着冲击驱动组件的转动而周期性上下往复运动。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述冲击驱动组件可包括铁砧底座和铁砧体，下芯轴的上部外侧固定安装有铁砧底座，铁砧底座的上部固定安装有铁砧体，铁砧体的顶面沿圆周交替均布有凸起部和凹槽部，冲击执行组件包括冲击砧和滚轮，外筒的内侧固定安装有冲击砧，冲击砧下部外侧沿圆周安装有至少两个滚轮，滚轮的下端位于冲击砧的下方，滚轮座于铁砧体上且能与凸起部和凹槽部位置相对应。

上述下芯轴的上部外侧可固定有下环限位件，下环限位件包括下限位卡套和下卡套固定套，下芯轴的上部外侧安装有下限位卡套，对应下限位卡套位置的下芯轴外侧沿竖直方向间隔分布有多个下限位卡槽，下限位卡套内侧分布有能分别卡入各个下限位卡槽内的下内凸环块，下限位卡套的下部外侧设有下卡位环台，下限位卡套的下部外侧套装有座于下卡位环台下的下卡套固定套，下限位卡套包括至少两个沿圆周分布的下限位卡块，所有下限位卡块共同围合形成环体，铁砧底座的下端座于下限位卡套或/和下卡套固定套上。

上述外筒的上部内侧可沿竖直方向间隔分布有第一环台和第二环台，上芯轴的上端位于第一环台的上方，上芯轴的下端位于第二环台的下方，对应第一环台和第二环台之间位置的上芯轴外侧设有上环限位件，对应第一环台与环形限位件之间位置以及环形限位件与第二环台之间位置的上芯轴与外筒之间均限位套装有推力轴承；第一环台与上芯轴之间、第二环台与上芯轴之间均套设有上耐磨套。