[发明专利]扭力冲击器

摘要

本发明公开的扭力冲击器，属于石油钻井、岩土钻孔钻凿领域，由上接头、外管、内管冲击总成及悬挂装置组成，上接头的上端与钻具连接，下端通过螺纹与外管连接；外管内部设置有内管冲击总成；悬挂装置位于内管冲击总成下端内侧，悬挂装置将内管冲击总成固定在外管上，悬挂装置由自上而下设置的弹簧座、弹簧、悬挂销、控制限位套及半圆卡装配在一起构成，所述内管冲击总成主要由配流芯管、虑管、锤击体、摆锤、转阀及节流喷嘴装配构成；本发明提供的扭力冲击器，采用阀控的方式配流，驱动摆锤摆动对PDC钻头输出冲击扭矩，具有适应性强、工作可靠性高等特点，能较大幅度的提高扭力冲击器的冲击扭矩和冲击频率，进而提高钻进效率。

主权项

1.扭力冲击器，由上接头(1)、外管(2)、内管冲击总成及悬挂装置组成，上接头(1)位于扭力冲击器的上端，上接头(1)的上端与钻具连接，下端通过螺纹与外管(2)连接；外管(2)内部设置有内管冲击总成；其特征在于：所述外管(2)的内侧中部和下部各设有一环槽，外管(2)的下端与内管冲击总成的锤击体(11)的下部外侧插接；所述内管冲击总成包括配流芯管(6)、虑管(7)、锤击体(11)、摆锤(12)、转阀(13)及节流喷嘴(14)；其中，所述锤击体(11)下端内侧有螺纹，锤击体(11)的上部具有孔腔，该孔腔用于安置摆锤(12)，锤击体(11)沿轴向设置有中心通孔，靠近下部其侧壁上开有若干斜孔和若干横向销孔，其中横向销孔用于放置悬挂销(18)；其中，所述摆锤(12)为中空结构，摆锤(12)的外侧壁沿轴向设置有摆动筋(124)，摆锤(12)的内侧壁上设置有限位控制槽(121)和隔断筋(126)，且限位控制槽(121)和隔断筋(126)均沿摆锤(12)的轴向设置，摆锤(12)两端为第一定位圆柱(123)，在摆锤(12)上开设有第一进出液通道(122)和第一排渣通道(125)，第一进出液通道(122)分布在摆动筋(124)两侧，第一排渣通道(125)位于摆锤(12)下部且靠近第一定位圆柱(123)；其中，所述转阀(13)设置在摆锤(12)内，转阀(13)的长度大于摆锤(12)的长度，转阀(13)为中空结构，转阀(13)的两端有第二定位圆柱(132)，转阀(13)的外侧壁上沿轴向设置有回馈定位筋(135)，转阀(13)的内侧壁上沿轴向设置有配流筋(131)，在转阀(13)的侧壁上开设有第二进出液通道(133)，转阀(13)下部设置有第二排渣通道(134)，每一个第二排渣通道(134)一部分位于转阀(13)上，另一部分位于第二定位圆柱(132)上；其中，所述配流芯管(6)设置在转阀(13)内，配流芯管(6)的长度大于转阀(13)的长度，配流芯管(6)的侧壁上部开设有进液配流切换孔(67)，配流芯管(6)的侧壁下部开设有出液配流切换孔(64)，配流芯管(6)的中间设有用于隔离进液配流切换孔(67)和出液配流切换孔(64)的节流喷嘴(14)，在转阀(13)与配流芯管(6)相对运动时，转阀(13)内侧的配流筋(131)与配流芯管(6)上开设的进液配流切换孔(67)及出液配流切换孔(64)存在遮盖关系，转阀(13)的配流筋(131)当处于不同转动角度时，配流筋(131)与配流芯管(6)的进液配流切换孔(67)及出液配流切换孔(64)的遮盖幅度不同；其中，所述虑管(7)设置在配流芯管(6)内孔上部，虑管(7)上加工有滤孔，虑管(7)与配流芯管(6)通过固定销(5)固定在一起；其中，所述节流喷嘴(14)的一端靠在配流芯管(6)中部内侧的定位内台阶(63)上，另一端顶在虑管(7)的下端面上。所述悬挂装置位于内管冲击总成下端内侧，悬挂装置将内管冲击总成固定在外管(2)上，悬挂装置由自上而下设置的弹簧座(16)、弹簧(17)、悬挂销(18)、控制限位套(19)及半圆卡(20)装配在一起构成，悬挂销(18)置于锤击体(11)上开设的横向销孔中，悬挂销(18)外端置入外管(2)下端端部的环槽内，悬挂销(18)的内端设置有控制限位套(19)；所述控制限位套(19)上端设置有弹簧(17)，控制限位套(19)的外壁呈阶梯状，控制限位套(19)上部的外径大于控制限位套(19)下部的外径，控制限位套(19)外壁的下部与锤击体(11)之间设置有半圆卡(20)，且半圆卡(20)通过凹槽卡在锤击体(11)内；所述弹簧(17)的上端置于弹簧座(16)内；所述弹簧座(16)卡在锤击体(11)的内台阶上。