[发明专利]一种机械式双向复合冲击器

说明书

本发明公开一种机械式双向复合冲击器，包括外壳、马达总成、万向轴总成、中间传动轴、冲击传动总成和两个传动轴总成；所述冲击传动总成包括上冲击锤体、下冲击锤体、上碟簧组和下碟簧组，所述上冲击锤体和所述下冲击锤体相对的一端均由多个首尾相接的弧形面拼接而成，所述上冲击锤体上的所述弧形面到其另一端的垂直距离沿所述中间传动轴的转动方向逐渐变大，所述下冲击锤体上的所述弧形面到其另一端的垂直距离沿所述中间传动轴的转动方向逐渐变小，每个所述弧形面上均设置有凸起的圆弧面，所述下冲击锤体的另一端与所述下碟簧组的一端抵接，所述下碟簧组的另一端与所述外壳轴肩配合。

技术领域

本发明涉及石油钻井冲击器技术领域，具体涉及一种机械式双向复合冲击器。

背景技术

随着科学技术的不断进步和发展，钻井技术也渐渐取得一定的进展，钻井工程逐渐向深、超深环境等条件恶劣的钻井领域发展，但在向深环境井的开发过程中遇到了很多问题，主要表现在钻柱黏滑和钻头卡钻等方面；虽然现在已有能产生轴向冲击或周向冲击的冲击器，但这些冲击器只能产生单一方向的冲击作用，单向冲击器不能解决黏滑和憋钻同时存在的问题；现有复合冲击器在冲击性能方面，周向冲击采用斜面对冲冲击，以分力的形式体现，分散了周向冲击功，使得动力工具在冲击方面消耗大量的功率，导致钻头切削功率不足等问题；大多数冲击器在设计的时候没有考虑钻压的施加问题，可能在施加钻压的同时，冲击器已经失效，甚至导致井下钻具出现卡死等问题，造成钻具损坏，带来较大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种机械式双向复合冲击器，解决上述至少一个问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种机械式双向复合冲击器，包括外壳、马达总成、万向轴总成、中间传动轴、冲击传动总成和两个传动轴总成；所述马达总成内置于所述外壳中；所述万向轴总成内置于所述外壳中，所述万向轴总成的一端与所述马达总成的转动端连接；所述中间传动轴同轴内置于所述外壳中，所述中间传动轴的一端与所述万向轴总成远离所述马达总成一端连接；所述冲击传动总成包括上冲击锤体、下冲击锤体、上碟簧组和下碟簧组，所述上碟簧组、所述上冲击锤体、所述下冲击锤体和所述下碟簧组沿所述中间传动轴远离所述万向轴总成方向依次同轴套设于所述中间传动轴上，所述上碟簧组的一端与所述外壳轴肩配合，所述上碟簧组的另一端与所述上冲击锤体的一端抵接，所述上冲击锤体与所述外壳的内壁沿轴向滑动连接，所述下冲击锤体的内壁与所述中间传动轴沿轴向滑动连接，所述上冲击锤体和所述下冲击锤体相对的一端均由多个首尾相接的弧形面拼接而成，所述上冲击锤体上的多个弧形面与所述下冲击锤体上的多个弧形面一一对应，对应的两个所述弧形面之间滑动抵接，所述上冲击锤体上的所述弧形面到其另一端的垂直距离沿所述中间传动轴的转动方向逐渐变大，所述下冲击锤体上的所述弧形面到其另一端的垂直距离沿所述中间传动轴的转动方向逐渐变小，每个所述弧形面上均设置有凸起的圆弧面，所述下冲击锤体的另一端与所述下碟簧组的一端抵接，所述下碟簧组的另一端与所述外壳轴肩配合；两个所述传动轴总成均内置于所述外壳中，两个所述传动轴总成对称布置于所述冲击传动总成的两端，两个所述传动轴总成的内壁均与所述中间传动轴连接，两个所述传动轴总成的外壁均与所述外壳的内壁连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过上冲击锤体的弧形面和下冲击锤体的弧形面之间的相对运动，下冲击锤体的弧形面由上冲击锤体上的某一弧形面运动至与其相邻的弧形面时，可实现轴向冲击力，同时，通过在弧形面上设置凸起的圆弧面，在下冲击锤体的弧形面在上冲击锤体上的某一弧形面上运动的过程中，两个凸起的圆弧面发生抵接，阻碍中间传动轴继续转动，直至两个凸起的圆弧面相互分离，从而产生轴线的冲击力，因此，中间传动轴转动一圈，可实现多次的轴线可轴线转动，冲击效果更好，能有效的解决钻柱黏滑与钻头卡钻的双重问题，该冲击器的周向冲击与轴向冲击时间错开，周向冲击采用平面对冲冲击，可有效增大周向冲击功，避免了由于轴向分力造成钻头钻削功力不足的问题；该冲击器考虑了钻压的施加情况，采用加压轴与中间传动轴分开的方案，通过加压轴与下传动轴之前的滑动连接，即使钻压过大，轴向冲击被碟簧组吸收，但周向冲击依然有效，可有效避免了由钻压施加而导致的冲击传动总成失效和卡死问题。

附图说明