[实用新型]一种三维振动钻井冲击装置

说明书

本实用新型涉及一种三维振动钻井冲击装置，包括下部连接体、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，包括下体、换向器和旋冲锤；纵向冲击发生组件，包括上体、纵向冲击部和传动部，传动部包括中心管和中间管，换向器带动中心管转动，纵向冲击部的沿轴向的两端形成有第一驱动腔和第二驱动腔，纵向冲击部包括重锤，重锤设置在上体内壁及传动部之间，重锤的内外壁上分别设有多道凹槽，且内外壁的凹槽之间通过通孔连通，重锤的上端面上设有与通孔连通的注油孔，且注油孔内设有密封塞。本实用新型的重锤上设计迷宫型油脂流道，可以用来减小重锤与中间管、腔体的摩擦，延长使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及钻井工程技术领域，具体而言，涉及一种三维振动钻井冲击装置。

背景技术

近几年来，世界各国油田、有关高校和科研单位、以及一些公司企业，在油气田井开采钻探中，特别在较硬地层和研磨性地层中开采，其费用成本高、效率低下，成为困惑人们的一道技术难题。目前在正常钻井条件下，ＰＤＣ钻头能连续地破碎剪切较硬地层和研磨性地层。用ＰＤＣ钻头打难钻进地层时，通常没有足够的扭矩来破碎地层，从而使钻头瞬间停止转动。这时，扭转能量在钻柱中储存，钻柱会像发条一样扭紧，一旦产生了剪切破碎地层所需的扭矩，钻柱能量便会释放开来，在ＰＤＣ齿上施加比平常高得多的冲击载荷，最终使金刚石齿破碎并导致钻头失效。这种猛烈变化运动被称之为“卡－滑”现象，这种现象会导致钻头过早失效，也会缩短下部钻具的使用寿命。

在现有技术中，中国专利（专利申请号：2015102003668）公开了一种钻井冲击装置，该装置包括钻头安装部、横向冲击发生组件和纵向冲击发生组件。上述钻井冲击装置在高压钻井液的驱动下工作。当横向冲击发生组件工作时，第一壳体内的第一换向管转动，横向冲击发生组件产生一定频率的横向扭转冲击力。此时，纵向冲击发生组件中的传动部在第一换向管的驱动下开始工作，从而带动纵向冲击部作轴向往复运动，产生一定频率的轴向冲击力。

该装置的纵向冲击发生组件中的冲击锤与壳体间摩擦频率较高，且冲击锤与壳体内部两端冲击较大，壳体和冲击锤均容易损坏，影响使用寿命，且该装置部件较多，稳定性差，容易发生故障。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种三维振动钻井冲击装置，该装置不仅能解决现有技术中的PDC钻头的钻井速度和钻井效率较低的问题，而且该装置的使用寿命有较大提高。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种三维振动钻井冲击装置，包括依次连接的用来连接钻头的下部连接体、横向冲击发生组件和纵向冲击发生组件，所述横向冲击发生组件，包括下体及可转动的设置在所述下体内的换向器和旋冲锤；所述纵向冲击发生组件，包括上体及设置在上体内的纵向冲击部和传动部，所述传动部包括中心管和中间管，所述换向器与中心管连接，且换向器带动中心管转动，所述纵向冲击部的沿轴向的两端形成有第一驱动腔和第二驱动腔，所述中心管内部设置有高压液体通道，所述中心管和中间管之间形成泄压通道，所述第一驱动腔和第二驱动腔中的一个与所述高压液体通道连通时，所述第一驱动腔和所述第二驱动腔中的另一个与所述泄压通道连通，所述纵向冲击部包括重锤，所述重锤设置在上体内壁及传动部之间，所述重锤的内外壁上分别设有多道凹槽，且内外壁的凹槽之间通过通孔连通，所述重锤的上端面上设有与通孔连通的注油孔，且注油孔内设有密封塞。

作为优选方案，所述重锤套设在所述中间管上，重锤沿所述中间管轴向移动，所述纵向冲击部还包括设置在所述第一驱动腔内的定位块，所述定位块以及第二驱动腔端面上均通过螺钉及垫片固定有弹簧。

作为优选方案，所述定位块上设有第一O形圈，所述中间管与上体之间设有第二O形圈。

作为优选方案，所述中间管上设置有分别与第一驱动腔、第二驱动腔位置对应的连通孔，第一驱动腔对应的连通孔与第二驱动腔对应的连通孔沿所述中间管的周向错位设置，所述中心管上设置有分别与第一驱动腔对应的连通孔、第二驱动腔对应的连通孔相对应的径向连通管，径向连通管的末端均与所述中间管的内壁相贴合。