[发明专利]轴向冲击器

说明书

本发明提供了一种轴向冲击器，包括；外壳体，其内穿设有配流筒，配流筒与外壳体之间形成有钻井液过流通道；调节筒，其能轴向移动地设置在配流筒内；活塞套管，其能轴向移动地设置在调节筒与配流筒之间；其中，调节筒与配流筒之间形成有移动挤压腔，活塞套管具有能伸入移动挤压腔并在移动挤压腔内轴向移动的径向凸环，调节筒的两端分别与活塞套管之间形成有上调节腔和下调节腔；移动挤压腔、上调节腔和下调节腔能分别通过配流筒与钻井液过流通道相连通。通过活塞套管能轴向移动地设置在调节筒与配流筒之间，当活塞套管向下移动并且对外壳体形成轴向冲击时，使得钻头在切削岩石时产生冲击力，使得钻井的效率显著提高。

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，尤其是涉及一种轴向冲击器。

背景技术

在定向井、大位移井以及水平井的钻井过程中，高接触压力和高研磨性导致PDC钻头(聚晶金刚石复合片钻头)的切削齿与岩石相互作用的面上温度过高，使PDC钻头切削齿强度降低，磨损速度加快。

目前提高PDC钻头寿命和切削效率的措施一般都集中在调整、优化钻头冠部和切削刃形状、PDC复合片角度、材料及钻头冠部流场等方面，从目前的技术和发展状况来看，采用该技术模式要达到大幅度提高PDC钻头寿命和切削效率的目的很难。

在钻井过程中使用轴向冲击器可以提高石油钻井机械钻速，但是在定向井、大位移井、水平井的使用中，由于井中会出现岩石，从而导致轴向冲击器在切削岩石时切削效率也会降低，而规律性的轴向冲击力能够提高钻头切削效率，并保护钻头的切削齿，因此，如何使得钻头在切削时产生轴向冲击力是目前的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴向冲击器，以解决在钻井过程中，切削岩石时切削效率低的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种轴向冲击器，包括；

外壳体，其内穿设有配流筒，所述配流筒与所述外壳体之间形成有钻井液过流通道；

调节筒，其能轴向移动地设置在所述配流筒内；

活塞套管，其能轴向移动地设置在所述调节筒与所述配流筒之间；

其中，所述调节筒与所述配流筒之间形成有移动挤压腔，所述活塞套管具有能伸入所述移动挤压腔并在所述移动挤压腔内轴向移动的径向凸环，所述调节筒的两端分别与所述活塞套管之间形成有上调节腔和下调节腔；所述移动挤压腔、所述上调节腔和所述下调节腔能分别通过所述配流筒与所述钻井液过流通道相连通。

进一步的，所述配流筒的内壁上凸设有环凸棱，所述配流筒的上端密封插接有导流体，所述导流体的下端面与所述环凸棱之间形成冲程腔，所述径向凸环能轴向移动地设置在所述冲程腔内；所述调节筒上设有第一闭合凸环以及第二闭合凸环，所述第一闭合凸环与所述第二闭合凸环之间形成导流槽，所述导流槽和所述冲程腔能径向相对以形成所述移动挤压腔；

所述配流筒沿其圆周方向开设有多个第一挤压孔，所述径向凸环沿其圆周方向开设有多个第二挤压孔，所述活塞套管沿其圆周方向开设有多个上导流孔以及多个下导流孔，所述多个上导流孔位于所述径向凸环的上方，所述多个下导流孔位于所述径向凸环的下方；

在所述径向凸环抵接于所述环凸棱的状态下，所述钻井液过流通道依次经所述多个第一挤压孔、所述多个第二挤压孔、所述导流槽以及所述多个下导流孔与所述冲程腔相连通；

在所述径向凸环抵接于所述导流体的下端面的状态下，所述钻井液过流通道依次经所述多个第一挤压孔、所述多个第二挤压孔、所述导流槽以及所述多个上导流孔与所述冲程腔相连通。

进一步的，所述配流筒的上端沿其圆周方向开设有多个第一上调节孔，所述导流体沿其圆周方向开设有多个第二上调节孔，所述活塞套管的上端沿其圆周方向开设有多个第三上调节孔，所述多个第一上调节孔与所述多个第二上调节孔相对连通；