CN112392398A - 轴向冲击器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴向冲击器，包括；外壳体，其内穿设有配流筒，配流筒与外壳体之间形成有钻井液过流通道；调节筒，其能轴向移动地设置在配流筒内；活塞套管，其能轴向移动地设置在调节筒与配流筒之间；其中，调节筒与配流筒之间形成有移动挤压腔，活塞套管具有能伸入移动挤压腔并在移动挤压腔内轴向移动的径向凸环，调节筒的两端分别与活塞套管之间形成有上调节腔和下调节腔；移动挤压腔、上调节腔和下调节腔能分别通过配流筒与钻井液过流通道相连通。通过活塞套管能轴向移动地设置在调节筒与配流筒之间，当活塞套管向下移动并且对外壳体形成轴向冲击时，使得钻头在切削岩石时产生冲击力，使得钻井的效率显著提高。

Description

轴向冲击器

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，尤其是涉及一种轴向冲击器。

背景技术

在定向井、大位移井以及水平井的钻井过程中，高接触压力和高研磨性导致PDC钻头(聚晶金刚石复合片钻头)的切削齿与岩石相互作用的面上温度过高，使PDC钻头切削齿强度降低，磨损速度加快。

目前提高PDC钻头寿命和切削效率的措施一般都集中在调整、优化钻头冠部和切削刃形状、PDC复合片角度、材料及钻头冠部流场等方面，从目前的技术和发展状况来看，采用该技术模式要达到大幅度提高PDC钻头寿命和切削效率的目的很难。

在钻井过程中使用轴向冲击器可以提高石油钻井机械钻速，但是在定向井、大位移井、水平井的使用中，由于井中会出现岩石，从而导致轴向冲击器在切削岩石时切削效率也会降低，而规律性的轴向冲击力能够提高钻头切削效率，并保护钻头的切削齿，因此，如何使得钻头在切削时产生轴向冲击力是目前的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴向冲击器，以解决在钻井过程中，切削岩石时切削效率低的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种轴向冲击器，包括；

外壳体，其内穿设有配流筒，所述配流筒与所述外壳体之间形成有钻井液过流通道；

调节筒，其能轴向移动地设置在所述配流筒内；

活塞套管，其能轴向移动地设置在所述调节筒与所述配流筒之间；

其中，所述调节筒与所述配流筒之间形成有移动挤压腔，所述活塞套管具有能伸入所述移动挤压腔并在所述移动挤压腔内轴向移动的径向凸环，所述调节筒的两端分别与所述活塞套管之间形成有上调节腔和下调节腔；所述移动挤压腔、所述上调节腔和所述下调节腔能分别通过所述配流筒与所述钻井液过流通道相连通。

进一步的，所述配流筒的内壁上凸设有环凸棱，所述配流筒的上端密封插接有导流体，所述导流体的下端面与所述环凸棱之间形成冲程腔，所述径向凸环能轴向移动地设置在所述冲程腔内；所述调节筒上设有第一闭合凸环以及第二闭合凸环，所述第一闭合凸环与所述第二闭合凸环之间形成导流槽，所述导流槽和所述冲程腔能径向相对以形成所述移动挤压腔；

所述配流筒沿其圆周方向开设有多个第一挤压孔，所述径向凸环沿其圆周方向开设有多个第二挤压孔，所述活塞套管沿其圆周方向开设有多个上导流孔以及多个下导流孔，所述多个上导流孔位于所述径向凸环的上方，所述多个下导流孔位于所述径向凸环的下方；

在所述径向凸环抵接于所述环凸棱的状态下，所述钻井液过流通道依次经所述多个第一挤压孔、所述多个第二挤压孔、所述导流槽以及所述多个下导流孔与所述冲程腔相连通；

在所述径向凸环抵接于所述导流体的下端面的状态下，所述钻井液过流通道依次经所述多个第一挤压孔、所述多个第二挤压孔、所述导流槽以及所述多个上导流孔与所述冲程腔相连通。

进一步的，所述配流筒的上端沿其圆周方向开设有多个第一上调节孔，所述导流体沿其圆周方向开设有多个第二上调节孔，所述活塞套管的上端沿其圆周方向开设有多个第三上调节孔，所述多个第一上调节孔与所述多个第二上调节孔相对连通；

所述活塞套管的内壁上设有调节台阶，所述调节筒上设有位于所述第一闭合凸环上方的上闭合凸环，所述调节台阶与所述上闭合凸环之间形成所述上调节腔；

在所述上闭合凸环抵接于所述调节台阶，且所述径向凸环抵接于所述环凸棱的状态下，所述钻井液过流通道依次通过所述多个第一上调节孔、所述多个第二上调节孔以及所述多个第三上调节孔与所述上调节腔相连通。

进一步的，所述第一闭合凸环与所述上闭合凸环之间形成上泄流环槽，所述调节筒上沿其圆周方向开设有多个上泄流孔，所述上泄流环槽通过所述多个上泄流孔与所述调节筒的内通道相连通，所述上泄流环槽能通过所述多个上导流孔与所述冲程腔相连通。

进一步的，所述导流体的下端开设有避让槽，所述活塞套管的上端能伸入所述避让槽内；

所述活塞套管与所述避让槽的内壁之间形成上泄流通道，所述上泄流通道与所述调节筒的内通道相连通，在所述径向凸环抵接于所述导流体的下端面的状态下，所述上调节腔通过所述多个第三上调节孔与所述上泄流通道相连通。

进一步的，所述外壳体的上端连接有上接头，所述上接头套设在所述导流体外，其具有能密封套设在所述导流体与所述配流筒相接位置处的密封凸环，所述密封凸环上沿其圆周方向开设有多个过流孔，所述导流体与所述上接头之间形成导流通道，所述导流通道通过所述多个过流孔与所述钻井液过流通道相连通。

进一步的，所述导流体的外壁上沿其圆周方向间隔设有至少两个筋条，相邻两个所述筋条之间形成分流槽，各所述分流槽组合形成所述导流通道。

进一步的，所述配流筒沿其圆周方向开设有多个第一下调节孔，所述多个第一下调节孔位于所述环凸棱上，所述活塞套管的下端沿其圆周方向开设有多个第二下调节孔；

所述活塞套管的下端插接有冲击管，所述冲击管套设在所述调节筒的下端，所述调节筒的下端设有位于所述第二闭合凸环下方的下闭合凸环，所述冲击管与所述下闭合凸环之间形成所述下调节腔；

在所述下闭合凸环抵接于所述冲击管，且所述径向凸环抵接于所述导流体的下端面的状态下，所述钻井液过流通道依次通过所述多个第一下调节孔以及所述多个第二下调节孔与所述下调节腔相连通。

进一步的，所述第二闭合凸环与所述下闭合凸环之间形成下泄流环槽，所述调节筒上沿其圆周方向开设有多个下泄流孔，所述下泄流环槽通过所述多个下泄流孔与所述调节筒的内通道相连通，所述下泄流环槽能通过所述多个下导流孔与所述冲程腔相连通。

进一步的，所述配流筒的下端连接有泄流管，所述泄流管位于所述冲击管与所述外壳体之间；

所述泄流管与所述外壳体之间形成下流道，所述泄流管沿其圆周方向上开设有多个连通孔，所述下流道通过多个所述连通孔与所述钻井液过流通道相连通。

进一步的，所述泄流管与所述冲击管之间形成下泄流通道，在所述径向凸环抵接于所述环凸棱的状态下，所述下调节腔通过所述多个第二下调节孔与所述下泄流通道相连通。

进一步的，所述冲击管沿其圆周方向开设有多个泄压孔，所述调节筒的内通道通过所述多个泄压孔与所述下泄流通道相连通。

进一步的，所述泄流管的内壁上设有冲击台阶，所述冲击管能抵接在所述冲击台阶上。

进一步的，所述配流筒的筒壁上具有储液环腔，所述配流筒的外壁上开设有多个径向储液孔，所述储液环腔通过所述多个径向储液孔与所述钻井液过流通道相连通，所述多个第一挤压孔与所述储液环腔相连通。

进一步的，所述径向凸环的外壁上开设有储液环槽，所述储液环槽的外径大于所述第二挤压孔的内径，所述多个第二挤压孔能通过所述储液环槽与所述多个第一挤压孔相连通。

进一步的，所述外壳体的下端通过销钉连接有钻头座。

本发明的轴向冲击器的特点及优点是：通过活塞套管能轴向移动地设置在调节筒与配流筒之间，当活塞套管向下移动并且对外壳体形成轴向冲击时，使得钻头在切削岩石时产生冲击力，因此，在活塞套管上下往复运动的过程中形成冲击动作，使得钻井的效率显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的轴向冲击器的剖视结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B部的放大示意图；

图4是图1中C部的放大示意图；

图5为本发明的轴向冲击器中配流筒的立体结构示意图；

图6为本发明的轴向冲击器中活塞套管的立体结构示意图；

图7为本发明的轴向冲击器中导流体的立体结构示意图；

图8为本发明的轴向冲击器中冲击管的立体结构示意图；

图9为本发明的轴向冲击器中调节筒的剖视结构示意图。

附图标号说明：

1、外壳体；11、钻头座；12、销钉；13、连接销；

2、配流筒；21、环凸棱；22、第一挤压孔；23、第一上调节孔；24、第一下调节孔；25、泄流管；251、冲击台阶；252、连通孔；26、储液环腔；27、径向储液孔；

3、钻井液过流通道；

4、调节筒；41、第一闭合凸环；42、第二闭合凸环；43、上闭合凸环；44、上泄流孔；45、下闭合凸环；46、下泄流孔；47、上泄流环槽；48、下泄流环槽；

5、活塞套管；51、径向凸环；511、第二挤压孔；512、储液环槽；52、上导流孔；53、下导流孔；54、第三上调节孔；55、调节台阶；56、第二下调节孔；

6、移动挤压腔；61、上调节腔；62、下调节腔；63、冲程腔；64、导流槽；65、上泄流通道；66、导流通道；67、下流道；68、下泄流通道；

7、导流体；71、第二上调节孔；72、避让槽；73、筋条；731、分流槽；

8、上接头；81、密封凸环；811、过流孔；

9、冲击管；91、泄压孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图9所示，本发明提供了一种轴向冲击器，包括；外壳体1，其内穿设有配流筒2，配流筒2与外壳体1之间形成有钻井液过流通道3；调节筒4，其能轴向移动地设置在配流筒2内；活塞套管5，其能轴向移动地设置在调节筒4与配流筒2之间；其中，调节筒4与配流筒2之间形成有移动挤压腔6，活塞套管5具有能伸入移动挤压腔6并在移动挤压腔6内轴向移动的径向凸环51，调节筒4的两端分别与活塞套管5之间形成有上调节腔61和下调节腔62；移动挤压腔6、上调节腔61和下调节腔62能分别通过配流筒2与钻井液过流通道3相连通。

本发明的轴向冲击器，活塞套管5能轴向移动地设置在调节筒4与配流筒2之间，当活塞套管5向下移动并且对外壳体1形成轴向冲击时，可带动与该外壳体1相连的钻头对切削的岩石产生冲击力，从而使得钻井的效率显著提高。本发明的轴向冲击器包含的动力部件包括活塞套管5、配流筒2以及调节筒4，由于在钻井液压力的作用下，活塞套管5的径向凸环51的两个端面之间会形成压差，从而使活塞套管5相对外壳体1轴向运动以产生对外壳体1的锤击动作，这种锤击动作作用在钻头上，使钻头获得规律性的冲击力，从而作用在地层岩石上，提高了钻头对岩石的切削效率，并且这种规律性的轴向冲击力还能起到保护钻头切削齿的效果。

具体的，该外壳体1大体呈圆柱管状，其上端连接有上接头8，其下端通过销钉12连接有钻头座11。该轴向冲击器可通过上接头8与井下工具相连，并通过钻头座11连接钻头。

配流筒2大体呈圆柱筒形，在本实施例中，配流筒2的上端连接有导流体7，其下端连接有泄流管25，导流体7、配流筒2和泄流管25通过连接销13连接为一体，形成了本发明的轴向冲击器内部的配流结构。该配流结构穿设在上接头8和外壳体1组成的外壳结构中，其中，导流体7位于上接头8内，配流筒2和泄流管25位于外壳体1内，泄流管25位于钻头座11的上方。

在本实施例中，如图5所示，配流筒2大体呈圆柱筒形，该配流筒2的筒壁内设有储液环腔26，配流筒2的外壁上开设有多个径向储液孔27，配流筒2的内壁上凸设有环凸棱21，配流筒2的中部沿其圆周方向开设有多个第一挤压孔22，配流筒2的上端沿其圆周方向开设有多个第一上调节孔23，配流筒2的下端沿其圆周方向开设有多个第一下调节孔24，多个第一下调节孔24位于环凸棱21上。

如图9所示，该调节筒4大体呈圆柱筒形，其穿设在配流筒2内，调节筒4的下端套设有冲击管9，在本实施例中，该调节筒4的上部形成有第一闭合凸环41以及上闭合凸环43，上闭合凸环43位于第一闭合凸环41的上方，调节筒4上沿其圆周方向开设有多个上泄流孔44，多个上泄流孔44位于第一闭合凸环41与上闭合凸环43之间，该调节筒4的下部形成有第二闭合凸环42以及下闭合凸环45，下闭合凸环45位于第二闭合凸环42的下方，调节筒4上沿其圆周方向开设有多个下泄流孔46，多个下泄流孔46位于第二闭合凸环42与下闭合凸环45之间。

如图6所示，活塞套管5大体呈圆柱筒形，其夹设在调节筒4与配流筒2之间，在本实施例中，如图4所示，该活塞套管5的内壁上设有调节台阶55，活塞套管5的上部沿其圆周方向开设有多个第三上调节孔54，活塞套管5的下部沿其圆周方向开设有多个第二下调节孔56，该活塞套管5的中部径向向外凸设有径向凸环51，径向凸环51沿其圆周方向开设有多个第二挤压孔511；进一步的，该径向凸环51的外壁上开设有储液环槽512，该储液环槽512与多个第二挤压孔511相连通。在本实施例中，活塞套管5沿其圆周方向还开设有多个上导流孔52以及多个下导流孔53，多个上导流孔52位于径向凸环51的上方且位于多个第三上调节孔54的下方，多个下导流孔53位于径向凸环51的下方且位于多个第二下调节孔56的上方，该活塞套管5的上端能伸入导流体7下端开设的避让槽72中，该活塞套管5的下端具有内螺纹段，其能螺纹连接在冲击管9上端的外螺纹段上，从而该冲击管9的上端插接在活塞套管5的下端，其夹设在活塞套管5与调节筒4之间。

在本发明中，调节筒4、活塞套管5和配流筒2从内向外依次穿设在外壳体1内，其中，在调节筒4与配流筒2之间形成有移动挤压腔6。

具体的，导流体7的下端面与环凸棱21之间形成冲程腔63，径向凸环51能轴向移动地设置在冲程腔63内；第一闭合凸环41与第二闭合凸环42之间形成导流槽64，导流槽64和冲程腔63能径向相对以形成移动挤压腔6；

在径向凸环51抵接于环凸棱21的状态下，钻井液过流通道3依次经多个第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个下导流孔53与冲程腔63相连通，钻井液在径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63内形成高压，以使活塞套管5向上移动；

在径向凸环51抵接于导流体7的下端面的状态下，钻井液过流通道3依次经多个第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个上导流孔52与冲程腔63相连通，钻井液在径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63内形成高压，以使活塞套管5向下移动，从而产生对外壳体1的锤击动作。

在本实施例中，储液环腔26通过多个径向储液孔27与钻井液过流通道3相连通，多个第一挤压孔22与储液环腔26相连通。该些径向储液孔27能使钻井液过流通道3中的钻井液分散流入储液环腔26内，并经多个第一挤压孔22流入轴向冲击器内，增大了钻井液的流入速度和流入量。

进一步的，该储液环槽512的截面大体呈圆台体形，该储液环槽512的直径由内向外逐渐增大，该储液环槽512的外端外径大于第二挤压孔511的内径，该储液环槽512的内端与第二挤压孔511相对连通，其外端与多个第一挤压孔22相对连通，从而多个第二挤压孔511能通过储液环槽512与多个第一挤压孔22相连通。该储液环槽512在第一挤压孔22与第二挤压孔511之间形成了供钻井液流通的腔体，相对增大了钻井液的过流量，以使钻井液的流通更加顺畅。

在本发明中，在调节筒4与活塞套管5之间形成有上调节腔61。

具体的，在调节台阶55与上闭合凸环43之间形成该上调节腔61；

在本实施例中，导流体7的下部沿其圆周方向开设有多个第二上调节孔71，在导流体7的下部插入配流筒2的上端时，配流筒2上的多个第一上调节孔23与多个第二上调节孔71相对连通，

在上闭合凸环43抵接于调节台阶55，且径向凸环51抵接于环凸棱21的状态下，钻井液过流通道3依次通过多个第一上调节孔23、多个第二上调节孔71以及多个第三上调节孔54与上调节腔61相连通，钻井液进入上调节腔61以使调节筒4相对于活塞套管5向下移动。

进一步的，第一闭合凸环41与上闭合凸环43之间形成上泄流环槽47，上泄流环槽47通过多个上泄流孔44与调节筒4的内通道相连通，上泄流环槽47能通过多个上导流孔52与冲程腔63相连通，径向凸环51与导流体7的下端面之间的钻井液能通过上泄流环槽47流出。

活塞套管5与避让槽72的内壁之间形成上泄流通道65，上泄流通道65与调节筒4的内通道相连通，在径向凸环51抵接于导流体7的下端面的状态下，上调节腔61通过多个第三上调节孔54与上泄流通道65相连通，上调节腔61内的钻井液通过上泄流通道65自调节筒4的内通道流出。

在本实施例中，如图3所示，连接在外壳体1上端的上接头8具有能密封套设在导流体7与配流筒2相接位置处的密封凸环81，密封凸环81上沿其圆周方向开设有多个过流孔811，导流体7与上接头8之间形成导流通道66，导流通道66通过多个过流孔811与钻井液过流通道3相连通。

进一步的，如图7所示，导流体7的外壁上沿其圆周方向间隔设有至少两个筋条73，相邻两个筋条73之间形成分流槽731，各分流槽731组合形成导流通道66，在本实施例中，沿导流体7的圆周方向，在导流体7上等间隔设有四个筋条73，当然，在其他的实施例中，筋条73的数量也可以采用6个或者8个或更多数量，在此不做限制，两两相邻的筋条73之间形成一个分流槽731，导流通道66由四个分流槽731组成。

在本发明中，在调节筒4与活塞套管5之间形成有下调节腔62。

具体的，在冲击管9与下闭合凸环45之间形成该下调节腔62；

在下闭合凸环45抵接于冲击管9，且径向凸环51抵接于导流体7的下端面的状态下，钻井液过流通道3依次通过多个第一下调节孔24以及多个第二下调节孔56与下调节腔62相连通，钻井液进入下调节腔62以带动配流筒2相对于活塞套管5向上移动。

在本实施例中，活塞套管5与冲击管9通过螺纹连接为一体，将活塞套管5与冲击管9形成的一体结构装入配流筒2内，活塞套管5与冲击管9形成的一体结构，在调节筒4和配流筒2的作用下，当活塞套管5和冲击管9的整体结构运动到上极限时，在调节筒4的作用下在活塞套管5的径向凸环51的上端面处产生高压，同理，当活塞套管5和冲击管9连接的整体结构运动到下极限时，在调节筒4的作用下在活塞套管5的径向凸环51的下端面处产生高压，这样会使活塞套管5和冲击管9的整体结构在外壳体1内形成往复运动，以形成锤击动作。

在本发明的实施方式中，第二闭合凸环42与下闭合凸环45之间形成下泄流环槽48，下泄流环槽48通过多个下泄流孔46与调节筒4的内通道相连通，下泄流环槽48能通过多个下导流孔53与冲程腔63相连通，径向凸环51与环凸棱21之间的钻井液能通过多个下导流孔53流出。

在本实施例中，泄流管25位于冲击管9与外壳体1之间；泄流管25与外壳体1之间形成下流道67，泄流管25的管壁内沿其圆周方向上开设有多个连通孔252，下流道67通过多个连通孔252与钻井液过流通道3相连通。

进一步的，泄流管25与冲击管9之间形成下泄流通道68，在径向凸环51抵接于环凸棱21的状态下，下调节腔62通过多个第二下调节孔56与下泄流通道68相连通，以使下调节腔62内的钻井液通过下泄流通道68流出。

进一步的，冲击管9沿其圆周方向开设有多个泄压孔91，调节筒4的内通道通过多个泄压孔91与下泄流通道68相连通。

进一步的，泄流管25的内壁上设有冲击台阶251，冲击管9能抵接在冲击台阶251上，以使活塞套管5在带动冲击管9向下移动时产生的锤击力作用在冲击台阶251上。

如图1至图4所示，在通过本发明的轴向冲击器进行钻井作业时；

钻井液通过上接头8的内孔进入导流体7的各分流槽731内，并且经密封凸环81上沿其圆周方向开设的多个过流孔811进入钻井液过流通道3；

在径向凸环51抵接于环凸棱21的状态下，一部分经过配流筒2内的钻井液依次通过多个第一上调节孔23、多个第二上调节孔71以及多个第三上调节孔54与上调节腔61相连通，使得上调节腔61内不断充入钻井液而形成高压，而下调节腔62通过多个第二下调节孔56与下泄流通道68相连通，使得下调节腔62内的钻井液不断流出而形成低压，调节筒4向下移动，此时钻井液过流通道3、多个第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个下导流孔53和径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63相连通；

在钻井液过流通道3和径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63相连通后，另一部分经过配流筒2内的钻井液通过第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个下导流孔53进入冲程腔63，使径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63内不断充入钻井液而形成高压，而径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63依次通过上导流孔52、上泄流环槽47以及上泄流孔44与调节筒4的内通道相连通，使径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63内的钻井液不断流出而形成低压，从而驱动活塞套管5向上移动；

在径向凸环51抵接于导流体7的下端面的状态下，一部分经过配流筒2内的钻井液依次通过多个第一下调节孔24以及多个第二下调节孔56与下调节腔62相连通，使得下调节腔62内不断充入钻井液而形成高压，而上调节腔61通过多个第三上调节孔54与上泄流通道65相连通，使得上调节腔61内的钻井液不断流出而形成低压，调节筒4向上移动，此时钻井液过流通道3、多个第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个上导流孔52和径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63相连通；

在钻井液过流通道3和径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63相连通后，另一部分经过配流筒2的钻井液通过第一挤压孔22、多个第二挤压孔511、导流槽64以及多个上导流孔52进入冲程腔63，使径向凸环51与导流体7的下端面之间的冲程腔63不断充入钻井液而内形成高压，而径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63依次通过下导流孔53、下泄流环槽48以及下泄流孔46与调节筒4的内通道相连通，径向凸环51与环凸棱21之间的冲程腔63内的钻井液不断流出而形成低压，从而驱动活塞套管5向下移动，以带动冲击管9向下移动并对泄流管25内壁上的冲击台阶251进行锤击，以达到与该轴向冲击器相连的钻头对切削的岩石产生冲击力的效果；

流入轴向冲击器内的钻井液能不断驱动活塞套管5轴向往复移动，就形成了活塞套管5的往复冲击，一个行程结束后，一部分钻井液经过泄流管25排出，另一部分钻井液经过调节筒4的内通道直接排出；

综上所述，本发明的轴向冲击器在钻井时，能使水平井、定向井、大位移井在切削岩石时的切削效率提高，并且解决钻头粘滑、弹跳及回转致使切削刃碎裂和切削效率下降等问题，并能一定程度上保护钻头，提高了钻井施工效率，由于本发明所有零件为金属结构，适用于高温井况和复杂泥浆体系，同时，本发明通用性强，使用安全、装配与拆卸方便，可重复使用，提升了钻井作业过程的安全性、工作效率和作业质量。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种轴向冲击器，其特征在于，包括；

外壳体(1)，其内穿设有配流筒(2)，所述配流筒(2)与所述外壳体(1)之间形成有钻井液过流通道(3)；

调节筒(4)，其能轴向移动地设置在所述配流筒(2)内；

活塞套管(5)，其能轴向移动地设置在所述调节筒(4)与所述配流筒(2)之间；

其中，所述调节筒(4)与所述配流筒(2)之间形成有移动挤压腔(6)，所述活塞套管(5)具有能伸入所述移动挤压腔(6)并在所述移动挤压腔(6)内轴向移动的径向凸环(51)，所述调节筒(4)的两端分别与所述活塞套管(5)之间形成有上调节腔(61)和下调节腔(62)；所述移动挤压腔(6)、所述上调节腔(61)和所述下调节腔(62)能分别通过所述配流筒(2)与所述钻井液过流通道(3)相连通。

2.根据权利要求1所述的轴向冲击器，其特征在于，所述配流筒(2)的内壁上凸设有环凸棱(21)，所述配流筒(2)的上端密封插接有导流体(7)，所述导流体(7)的下端面与所述环凸棱(21)之间形成冲程腔(63)，所述径向凸环(51)能轴向移动地设置在所述冲程腔(63)内；所述调节筒(4)上设有第一闭合凸环(41)以及第二闭合凸环(42)，所述第一闭合凸环(41)与所述第二闭合凸环(42)之间形成导流槽(64)，所述导流槽(64)和所述冲程腔(63)能径向相对以形成所述移动挤压腔(6)；

所述配流筒(2)沿其圆周方向开设有多个第一挤压孔(22)，所述径向凸环(51)沿其圆周方向开设有多个第二挤压孔(511)，所述活塞套管(5)沿其圆周方向开设有多个上导流孔(52)以及多个下导流孔(53)，所述多个上导流孔(52)位于所述径向凸环(51)的上方，所述多个下导流孔(53)位于所述径向凸环(51)的下方；

在所述径向凸环(51)抵接于所述环凸棱(21)的状态下，所述钻井液过流通道(3)依次经所述多个第一挤压孔(22)、所述多个第二挤压孔(511)、所述导流槽(64)以及所述多个下导流孔(53)与所述冲程腔(63)相连通；

在所述径向凸环(51)抵接于所述导流体(7)的下端面的状态下，所述钻井液过流通道(3)依次经所述多个第一挤压孔(22)、所述多个第二挤压孔(511)、所述导流槽(64)以及所述多个上导流孔(52)与所述冲程腔(63)相连通。

3.根据权利要求2所述的轴向冲击器，其特征在于，所述配流筒(2)的上端沿其圆周方向开设有多个第一上调节孔(23)，所述导流体(7)沿其圆周方向开设有多个第二上调节孔(71)，所述活塞套管(5)的上端沿其圆周方向开设有多个第三上调节孔(54)，所述多个第一上调节孔(23)与所述多个第二上调节孔(71)相对连通；

所述活塞套管(5)的内壁上设有调节台阶(55)，所述调节筒(4)上设有位于所述第一闭合凸环(41)上方的上闭合凸环(43)，所述调节台阶(55)与所述上闭合凸环(43)之间形成所述上调节腔(61)；

在所述上闭合凸环(43)抵接于所述调节台阶(55)，且所述径向凸环(51)抵接于所述环凸棱(21)的状态下，所述钻井液过流通道(3)依次通过所述多个第一上调节孔(23)、所述多个第二上调节孔(71)以及所述多个第三上调节孔(54)与所述上调节腔(61)相连通。

4.根据权利要求3所述的轴向冲击器，其特征在于，所述第一闭合凸环(41)与所述上闭合凸环(43)之间形成上泄流环槽(47)，所述调节筒(4)上沿其圆周方向开设有多个上泄流孔(44)，所述上泄流环槽(47)通过所述多个上泄流孔(44)与所述调节筒(4)的内通道相连通，所述上泄流环槽(47)能通过所述多个上导流孔(52)与所述冲程腔(63)相连通。

5.根据权利要求3所述的轴向冲击器，其特征在于，所述导流体(7)的下端开设有避让槽(72)，所述活塞套管(5)的上端能伸入所述避让槽(72)内；

所述活塞套管(5)与所述避让槽(72)的内壁之间形成上泄流通道(65)，所述上泄流通道(65)与所述调节筒(4)的内通道相连通，在所述径向凸环(51)抵接于所述导流体(7)的下端面的状态下，所述上调节腔(61)通过所述多个第三上调节孔(54)与所述上泄流通道(65)相连通。

6.根据权利要求3所述的轴向冲击器，其特征在于，所述外壳体(1)的上端连接有上接头(8)，所述上接头(8)套设在所述导流体(7)外，其具有能密封套设在所述导流体(7)与所述配流筒(2)相接位置处的密封凸环(81)，所述密封凸环(81)上沿其圆周方向开设有多个过流孔(811)，所述导流体(7)与所述上接头(8)之间形成导流通道(66)，所述导流通道(66)通过所述多个过流孔(811)与所述钻井液过流通道(3)相连通。

7.根据权利要求6所述的轴向冲击器，其特征在于，所述导流体(7)的外壁上沿其圆周方向间隔设有至少两个筋条(73)，相邻两个所述筋条(73)之间形成分流槽(731)，各所述分流槽(731)组合形成所述导流通道(66)。

8.根据权利要求2所述的轴向冲击器，其特征在于，所述配流筒(2)沿其圆周方向开设有多个第一下调节孔(24)，所述多个第一下调节孔(24)位于所述环凸棱(21)上，所述活塞套管(5)的下端沿其圆周方向开设有多个第二下调节孔(56)；

所述活塞套管(5)的下端插接有冲击管(9)，所述冲击管(9)套设在所述调节筒(4)的下端，所述调节筒(4)的下端设有位于所述第二闭合凸环(42)下方的下闭合凸环(45)，所述冲击管(9)与所述下闭合凸环(45)之间形成所述下调节腔(62)；

在所述下闭合凸环(45)抵接于所述冲击管(9)，且所述径向凸环(51)抵接于所述导流体(7)的下端面的状态下，所述钻井液过流通道(3)依次通过所述多个第一下调节孔(24)以及所述多个第二下调节孔(56)与所述下调节腔(62)相连通。

9.根据权利要求8所述的轴向冲击器，其特征在于，所述第二闭合凸环(42)与所述下闭合凸环(45)之间形成下泄流环槽(48)，所述调节筒(4)上沿其圆周方向开设有多个下泄流孔(46)，所述下泄流环槽(48)通过所述多个下泄流孔(46)与所述调节筒(4)的内通道相连通，所述下泄流环槽(48)能通过所述多个下导流孔(53)与所述冲程腔(63)相连通。

10.根据权利要求8所述的轴向冲击器，其特征在于，所述配流筒(2)的下端连接有泄流管(25)，所述泄流管(25)位于所述冲击管(9)与所述外壳体(1)之间；

所述泄流管(25)与所述外壳体(1)之间形成下流道(67)，所述泄流管(25)沿其圆周方向上开设有多个连通孔(252)，所述下流道(67)通过多个所述连通孔(252)与所述钻井液过流通道(3)相连通。

11.根据权利要求10所述的轴向冲击器，其特征在于，所述泄流管(25)与所述冲击管(9)之间形成下泄流通道(68)，在所述径向凸环(51)抵接于所述环凸棱(21)的状态下，所述下调节腔(62)通过所述多个第二下调节孔(56)与所述下泄流通道(68)相连通。

12.根据权利要求11所述的轴向冲击器，其特征在于，所述冲击管(9)沿其圆周方向开设有多个泄压孔(91)，所述调节筒(4)的内通道通过所述多个泄压孔(91)与所述下泄流通道(68)相连通。

13.根据权利要求10所述的轴向冲击器，其特征在于，所述泄流管(25)的内壁上设有冲击台阶(251)，所述冲击管(9)能抵接在所述冲击台阶(251)上。

14.根据权利要求2所述的轴向冲击器，其特征在于，所述配流筒(2)的筒壁上具有储液环腔(26)，所述配流筒(2)的外壁上开设有多个径向储液孔(27)，所述储液环腔(26)通过所述多个径向储液孔(27)与所述钻井液过流通道(3)相连通，所述多个第一挤压孔(22)与所述储液环腔(26)相连通。

15.根据权利要求2所述的轴向冲击器，其特征在于，所述径向凸环(51)的外壁上开设有储液环槽(512)，所述储液环槽(512)的外径大于所述第二挤压孔(511)的内径，所述多个第二挤压孔(511)能通过所述储液环槽(512)与所述多个第一挤压孔(22)相连通。

16.根据权利要求1所述的轴向冲击器，其特征在于，所述外壳体(1)的下端通过销钉连接有钻头座(11)。

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