[实用新型]复合冲击工具

说明书

本实用新型提供一种复合冲击工具。本实用新型复合冲击工具，包括：外壳体以及容纳在外壳体内部的动作单元；动作单元包括冲击锤和阀筒；冲击锤包括锤筒和锤体，锤体固定在锤筒的外侧面；阀筒套设在冲击锤外侧，且阀筒的内侧面设置有螺旋状导轨槽；锤体容纳在导轨槽内，且导轨槽的下端向内凸出形成冲击面；阀筒的下端用于与第二接头连接；外壳体内的高压钻井液交替进入上液压腔和下液压腔驱动锤体沿导轨槽上下滑动，以使锤筒的下端面与冲击碰撞或者远离冲击面。本实用新型利用高压钻井液驱动冲击锤的锤体沿阀筒的螺旋导轨槽上下运动，使钻头获得轴向与扭向的复合冲击载荷，解决深井地层钻压施加困难和底部钻具粘滑失速问题，提高钻头的机械钻速。

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种复合冲击工具。

背景技术

在石油钻井过程中，提高钻头的机械钻速不仅可以提高钻井经济效率，减少钻井成本，而且在一些特殊情况下，对特殊地层进行快钻并及时封固，更有利于避免井下事故的发生。井下动力钻具+PDC钻头是目前针对深井、超深井应用特别成熟的一类提速组合方案。但是，在岩性复杂的深部地层，钻压施加困难，管柱重力产生的钻压无法有效传递给钻头，长水平段管柱易发生“托压”现象，增大钻进过程中摩擦阻力，导致卡钻；并且，粘滑效应导致施加在PDC钻头上的扭矩变化幅度大，这种较大变化幅值的扭矩减少PDC钻头的寿命，同时也严重影响PDC钻头的切削速率。

为改善PDC钻头的钻压情况和粘滑效应，现有技术中主要采用轴向冲击提速工具(简称轴冲工具)和扭转冲击提速工具(简称扭冲工具)。轴冲工具产生轴向冲击力施加在钻头上，增大钻头破碎岩石的冲击功。扭冲工具通过在周向上发生往复式碰撞，从而对钻头施加高频扭转冲击载荷。

但是，现有的轴冲工具不能产生扭转冲击载荷，扭冲工具不能产生轴向冲击载荷，单纯的将轴冲工具和扭冲工具结合，导致钻井工具过长，不利于钻进动力的传递，降低了钻井效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种复合冲击工具，以实现同时对钻头施加轴向和扭转冲击载荷，提高钻井效率。

本实用新型提供一种复合冲击工具，包括：外壳体以及容纳在外壳体内部的动作单元；动作单元包括冲击锤和阀筒；冲击锤包括锤筒和锤体，锤体固定在锤筒的外侧面；阀筒套设在冲击锤外侧，且阀筒的内侧面设置有螺旋状导轨槽；锤体容纳在导轨槽内、将导轨槽分隔成上液压腔和下液压腔，且导轨槽的下端向内凸出形成冲击面；阀筒的下端用于与第二接头连接；外壳体内的高压钻井液交替进入上液压腔和下液压腔驱动锤体沿导轨槽上下滑动，以使锤筒的下端面与冲击面碰撞或者远离冲击面。

如上所述的复合冲击工具，还包括动力单元；动作单元还包括配流筒；配流筒的侧壁上设置有第一配流通道和第二配流通道，第一配流通道为多个，沿配流筒的周向间隔设置；第二配流通道为多个，沿配流筒的周向间隔设置，且每一次第二配流通道设置在相邻两个第一配流通道周向上的中间；且第一配流通道和第二配流通道轴向相隔预设距离；锤筒套设在配流筒的外侧，锤筒的侧壁上开设有第一进液口和第二进液口，且锤体设置在第一进液口和第二进液口之间；动力单元与配流筒的上端固定连接，用于驱动配流筒转动，以使第一配流通道与第一进液口和第二配流通道与第二进液口交替连通，进而使高压钻井液交替进入上液压腔和下液压腔，以推动锤体沿导轨槽上下滑动。

如上所述的复合冲击工具，其中，动作单元还包括封隔筒；封隔筒设置在配流筒和锤筒之间，且封隔筒的下端与阀筒的下端固定连接；封隔筒的侧壁上开设有第一过流通道和第二过流通道，且第一过流通道与第一进液口始终处于连通状态，第二过流通道与第二进液口始终处于连通状态；动力单元驱动配流筒转动，以使第一配流通道与第一过流通道和第二配流通道与第二过流通道交替连通，进而使高压钻井液交替进入上液压腔和下液压腔，以推动锤体沿导轨槽上下滑动。

如上所述的复合冲击工具，其中，动作单元还包括与配流筒下端抵接的泄流喷座；泄流喷座的轴向中心开设有中心通道，中心通道的侧壁开设有泄流孔；泄流孔用于连通中心通道与封隔筒和配流筒之间的环空。