[发明专利]一种双压力腔作用的井下提速提效工具及其方法

摘要

本发明涉及一种在水平井造斜段或是水平段钻进过程中降低摩阻，增加钻速的双压力腔作用的井下提速提效工具及其方法。其技术方案是：井下冲击提速工具主要包括上外壳、中外壳、下外壳、入口螺钉、活塞、阀组件轴、冲击组件轴；其提速方法为：钻井液传递压力压缩外压缩弹簧，推动右端冲击螺帽接触活塞，活塞带动冲击组件轴下移，连接在冲击组件轴下方钻头冲击岩石；当撞击到岩石后，由于内部压缩弹簧刚度比外部压缩弹簧大，故在内部压缩弹簧的反作用力下冲击螺帽和活塞分离，各部件回归初始位置，一个冲程完成。本发明结构简单，可以降低摩阻并提高钻速，径向振动较小，易于控制轨迹，提高钻井精度节省成本。

主权项

1.一种双压力腔作用的井下提速提效工具，主要包括上外壳(1)、入口螺钉(2)、锁紧螺母(3)、第一压力腔(4)、弹簧上支承(5)、1号弹簧(6)、阀组件螺纹轴(7)、2号弹簧(8)、弹簧下支承(9)、主垫片(10)、中外壳(11)、阀口(12)、第二压力腔(13)、冲击螺帽(14)、活塞(15)、3号弹簧上支承(16)、3号弹簧(17)、3号弹簧下支承(18)、垫片(19)、下外壳(20)和冲击组件轴(21)，其结构特征是：上外壳(1)与中外壳(11)配合，入口螺钉(2)安装在上外壳(1)入口处的内壁，弹簧上支承(5)和弹簧下支承(9)安装在上外壳(1)与阀组件螺纹轴(7)之间的环空里，上外壳(1)和弹簧上支承(5)以及入口螺钉(2)围成了第一压力腔(4)，1号弹簧(6)安装在弹簧上支承(5)和弹簧下支承(9)之间，2号弹簧(8)安装在弹簧下支承(9)并未与弹簧上支承(5)接触，锁紧螺母(3)安装在阀组件螺纹轴(7)上防止弹簧上支承(5)脱落，主垫片(10)安装在弹簧下支承(9)下方，阀口(12)安装在中外壳(11)与阀组件螺纹轴(7)的环空里，下方是冲击螺帽(14)通过螺纹连接安装在阀组件螺纹轴(7)上，活塞(15)安装在中外壳(11)的内壁由三个密封圈密封，冲击组件轴(21)通过螺纹连接安装在活塞(15)上，3号弹簧上支承(16)、3号弹簧(17)、3号弹簧下支承(18)、垫片(19)从上到下依次安装在中外壳(11)与冲击组件轴(21)的环空里，下外壳(20)与中外壳(11)螺纹配合，并且顶住垫片(19)下端，防止移动；井下提速提效工具的特征在于：高压钻井液进入第一压力腔(4)内，推动锁紧螺母(3)和阀组件螺纹轴(7)向下移动压缩1号弹簧(6)，阀组件螺纹轴(7)带动冲击螺帽(14)向下移动与推动活塞(15)上表面接触形成密封，高压钻井液进入第二压力腔(13)内，推动活塞(15)下移并压缩3号弹簧(17)，从而带动冲击组件轴(21)撞击岩石，同时冲击螺帽(14)与活塞(15)一起下移带动弹簧上支承(5)压缩2号弹簧(8)，由于2号弹簧(8)比1号弹簧(6)刚度要大，当冲击组件轴(21)撞击岩石后，在2号弹簧(8)反作用力下，使得冲击螺帽(14)和活塞(15)分离，阀组件螺纹轴(7)在2号弹簧(8)的弹力作用下回弹至初始位置，冲击组件轴(21)在3号弹簧(17)的作用下回归初始位置。