[实用新型]一种复合冲击钻井提速装置

说明书

本实用新型涉及一种复合冲击钻井提速装置，包括下部接头、上部接头、横向冲击发生组件和纵向冲击发生组件，横向冲击发生组件包括下部壳体、下体内套、横向冲击换向管、横向冲击锤、下端盖、上端盖、连接体和下截流环；纵向冲击发生组件包括上部壳体、纵向冲击换向管、纵向冲击锤、中间套和节流装置。本实用新型在工作时，可以对钻头产生一定频率的横向扭转冲击力和轴向冲击力，形成一种三维动作冲击的功效，从而可以辅助钻头破岩，提高钻头破岩能力，提高在中、硬地层的钻井速度及钻井效率，同时能够解决PDC钻头的粘、滑、卡钻问题，减缓井下钻具的扭转震荡，从而延长钻头使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种钻井提速工具，具体是关于一种复合冲击钻井提速装置。

背景技术

PDC(聚晶金刚石复合片)钻头是地质钻探行业常用的一种钻井工具，但现有PDC钻头在使用过程中存在以下两方面问题：1)在钻进过程中，钻头通常存在粘、滑、卡钻现象，一旦发生此情况，就会导致钻柱扭转变形，待扭矩积聚到一定程度时，外力消失导致扭矩快速释放，钻柱扭转振荡，这种工程问题较为严重，会使整个钻井过程不稳定；同时，上述情况容易造成PDC钻头上的复合切削片崩齿，导致PDC钻头失效，降低钻头寿命，也易使钻头松扣，诱发井下事故，在一定程度上降低了钻井效率。2) 对于较硬地层或研磨性地层等复杂地层，钻头的吃入深度不够，无法满足对钻井深度的要求，机械钻速有待提高。

目前，在钻井作业中使用的各类钻井冲击工具通常只能产生轴向冲击力，不但不会解决钻头粘、滑、卡钻现象，加剧的不稳定钻进反而会缩短钻头寿命。在现有技术中，扭转冲击发生器采用涡轮驱动冲击锤产生高频扭转冲击，扭转冲击钻井工具利用螺杆钻具驱动冲击锤，这两种钻井工具能够产生扭转冲击力。但是，仅产生扭转冲击力辅助钻头工作时钻井速度及钻井效率的提高很有限，并且遇到岩石等硬物时钻头破岩能力较差。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种既能够提高机械钻速，又能够减少钻柱扭转震荡，从而延长钻头使用寿命的复合冲击钻井提速装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种复合冲击钻井提速装置，包括下部接头(1)、上部接头(3)、横向冲击发生组件和纵向冲击发生组件，其特征在于：所述横向冲击发生组件包括下部壳体(6)、下体内套(611)、横向冲击换向管 (5)、横向冲击锤(4)、下端盖(2)、上端盖(7)、连接体(612)和下截流环(19)；所述纵向冲击发生组件包括上部壳体(12)、纵向冲击换向管(14)、纵向冲击锤(13)、中间套(15)和节流装置(10)；其中，所述下体内套(611)为空心圆柱体，其通过所述连接体(612)固定在所述下部壳体(6)内；所述下体内套(611)的下端与所述下部接头(1)螺纹联接，上端与所述上部壳体(12)螺纹联接；所述上端盖(7)和下端盖(2)分别安装在所述下体内套(611)的上下两端，以在所述下体内套(611) 内形成横向冲击空腔，所述横向冲击空腔内由内到外依次安装有所述横向冲击换向管(5)和横向冲击锤(4)，且所述横向冲击锤(4)可在所述横向冲击换向管(5)的驱动下沿自身轴线作旋转往复运动；所述横向冲击换向管(5)内形成第一低压液体通道 (55)，所述下截流环(19)安装在横向冲击换向管(5)的下端；所述中间套(15) 固定连接在所述上部壳体(12)内且两者之间形成纵向冲击腔，所述纵向冲击锤(13) 套设在所述中间套(15)上且可沿所述中间套(15)的轴向往复移动；所述纵向冲击换向管(14)设置在所述中间套(15)内并与所述横向冲击换向管(5)连接且同步转动，所述纵向冲击换向管(14)内形成与所述第一低压液体通道(55)连通的高压液体通道(144)，所述纵向冲击换向管(14)与所述中间套(15)之间形成第二低压液体通道(153)；所述节流装置(10)安装在位于所述纵向冲击换向管(14)靠近所述横向冲击换向管(5)的一端，且所述节流装置(10)连通所述第一低压液体通道(55) 和高压液体通道(144)。