[发明专利]一种高效射吸式液动冲击器

说明书

本发明属于钻井机械领域，具体涉及一种高效射吸式液动冲击器，包括：上接头、喷嘴、承喷器、限位导向套、活阀、冲击锤杆、外管、下缸套和冲击砧座接头；喷嘴安装于上接头的中心孔内，上接头下部安装于外管上端内，限位导向套安装于外管的上部内孔内，活阀的上部限位台阶悬挂于限位导向套的限位环位置，承喷器的上端安装于限位导向套的上端部内孔中，承喷器的下端导管插入至活阀上端内孔，冲击锤杆的上端安装于限位导向套的下部内孔中；冲击锤杆下端和冲击砧座接头上端均安装在下缸套内，冲击砧座接头上部安装于外管下端内，下缸套安装于外管下部内孔中。本发明能够产生稳定的射吸性能，降低启动流量和工作压力，提高液动冲击器的工作性能。

技术领域

本发明属于钻井机械领域，具体涉及一种高效射吸式液动冲击器。

背景技术

液动冲击器安装在回转钻具上，作为辅助碎岩工具，广泛应用于钻探、钻井领域，包括地质矿产资源钻探、石油钻井、页岩气钻井、煤层气钻井、水文水井钻探、工程施工等领域。有利于提高钻进效率、提高岩心采取率、预防破碎岩层堵卡钻具、提高钻头使用寿命、控制钻孔偏斜。

射吸式液动冲击器的活阀和冲锤主要依靠喷嘴产生的卷吸力使其上行，在上位时利用锤阀瞬时切断水路产生水击作用推动冲锤活塞向下运动击打砧子，通过冲锤对砧子的高速撞击产生冲击能量，对钻头施加周期性冲击载荷，实现冲击回转破碎岩石。同其它的液动冲击器相比，它无弹簧装置、结构简单，易损件少，耐背压性能好。

常规的射吸式液动冲击器的射吸阀控机构中，液体通过喷嘴产生高速液流，无论是套阀式还是芯阀式结构，均利用活阀或冲击锤的上端作为承喷元件。所以，常规式液动冲击器的活阀和冲击锤既是射吸元件又是执行元件。该结构的不足之处：在冲击器启动时，由于活阀和冲击锤均处于下位，喷嘴和承喷口的承喷距离为最大位置，注定了该类型冲击器在启动时需要较大喷嘴射流速度，所以要求喷嘴孔直径加工尺寸较小，需要较大的初始启动流量，启动压力大。活阀和冲击锤在上下运动过程中，与喷嘴的承喷距离始终在动态变化，射吸力也在动态变化，射吸性能不是处于稳定状态，从而影响冲击器的整体性能稳定。射吸结构参数随着零件的运动而动态变化，导致射吸力动态变化，从而导致冲击频率不稳、功率下降、水能利用率低、冲击器工作性能下降等问题出现。这是制约射吸式液动冲击器在地质岩心钻领域几十年没有推广应用的主要原因。

因此，亟待开发一种新型射吸式液动冲击器，能够克服现有的射吸式液动冲击器存在的不足，广泛应用于地质岩心钻领域。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中射吸式液动冲击器存在的启动流量大、启动和工作压力高、性能不稳定、能量利用率低的缺陷，提供一种高效射吸式液动冲击器，通过在冲击器中安装由喷嘴与承喷元件组成的固定射吸单元，使得射吸结构参数固定，产生稳定的射吸性能，能够有效提高液动冲击器工作可靠性、提高水能利用率、降低启动流量和工作压力、提高液动冲击器的工作性能。

实现本发明目的的技术方案：

一种高效射吸式液动冲击器，所述冲击器包括：上接头、喷嘴、承喷器、限位导向套、活阀、冲击锤杆、外管、下缸套和冲击砧座接头；喷嘴安装于上接头的中心孔内，喷嘴的外侧下端设置有限位台阶，喷嘴通过上接头的中心孔中的限位台阶限位固定；

上接头下部安装于外管上端内，上接头下部与外管上端配合连接；外管上部设有上部内孔和上部内孔限位台阶，限位导向套安装于外管的上部内孔内，通过外管的上部内孔限位台阶限位固定，限位导向套外表面与外管内孔表面滑动密封配合；限位导向套的中部设计有带中心孔的限位环，活阀安装于限位导向套的限位环中心孔中，活阀的上部限位台阶悬挂于限位导向套的限位环位置；

承喷器的上端安装于限位导向套的上端部内孔中，承喷器的上端与限位导向套的上端部内孔间隙配合，承喷器的上端的下表面由限位导向套的上部内孔台阶限位，承喷器的上端面由上接头的下端面限位，承喷器的上端面与限位导向套的上端面平齐；承喷器的下端导管插入至活阀上端内孔，承喷器外表面与活阀内孔滑动密封配合；