CN112901063B - 一种射吸式钻井提速工具 - Google Patents

一种射吸式钻井提速工具 Download PDF

Info

Publication number
CN112901063B
CN112901063B CN202110204842.9A CN202110204842A CN112901063B CN 112901063 B CN112901063 B CN 112901063B CN 202110204842 A CN202110204842 A CN 202110204842A CN 112901063 B CN112901063 B CN 112901063B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mandrel
hammer
sliding
nozzle
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110204842.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112901063A (zh
Inventor
邓银江
魏秦文
郭正伟
王圣林
肖鑫源
张士明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Science and Technology
Original Assignee
Chongqing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Science and Technology filed Critical Chongqing University of Science and Technology
Priority to CN202110204842.9A priority Critical patent/CN112901063B/zh
Publication of CN112901063A publication Critical patent/CN112901063A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112901063B publication Critical patent/CN112901063B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E21B4/145—Fluid operated hammers of the self propelled-type, e.g. with a reverse mode to retract the device from the hole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets

Abstract

本发明公开了一种射吸式钻井提速工具，包括上接头、分流喷嘴、锤座和芯轴，分流喷嘴套接在上接头和芯轴之间，所述芯轴固定安装在锤座上，所述上接头和锤座固定连接；所述锤座内设置有两个呈C形的外腔体，所述外腔体内滑动配合有滑套，所述锤座内固定安装有用于对滑套进行限位的限位块，所述滑套内设置有呈C形的内腔体，所述内腔体内滑动配合有滑芯，所述滑芯上设置有内部流道，所述滑芯的端部与锤体铰接，所述锤体滑动配合在外腔体内；所述芯轴的外侧固定安装有节流喷嘴，所述节流喷嘴位于芯轴的高压流道和低压流道之间；所述芯轴上固定安装有喷嘴，所述喷嘴与外腔体连通。具有能够有效提高井下硬地层钻进速度，提升井身质量及控向精度的优点。

Description

一种射吸式钻井提速工具
技术领域
本发明涉及石油、天然气钻井的配套装置技术领域，特别是涉及一种射吸式钻井提速工具。
背景技术
随着石油资源的不断消耗，目前油气勘探开采向着纵深发展，但深地层岩石硬度变大、耐磨性强、环境复杂，对油气开采充满着巨大挑战。钻头在钻进高硬度地层或岩石地层时，钻头会出现扭矩不足而无法进行破碎的情况，此时钻柱发生扭转，储存弹性势能，直至钻头克服钻井阻力，钻柱中的能量瞬间释放，导致钻柱与钻头剧烈振动突然加速，易造成钻头损坏以及井下钻具疲劳失效，同时井下钻柱变形和憋钻会造成能量浪费。PDC钻头井下切削运动是无序的，会产生多个方向的切削振动，井下振动易损坏钻头上单个PDC切削齿，从而导致钻头使用寿命降低，产生不规则井眼，降低井身质量。扭力冲击器配合PDC钻头使用具有较好的深层破岩能力，其工作机理是冲击破碎为主，作为一个短节安装在PDC钻头后，将液体的能量转化为扭转的往复高频冲击能量，并直接将能量传递给钻头。加上上部转盘提供给钻柱的扭力，能够有效提高钻井质量。但是，现有钻井提速工具主要有液压式、螺杆马达驱动式、涡轮式结构，工具的长度较长，难以精准控向，反转冲击损耗大，能量利用效率低，冲击频率较低、冲击瞬间能量较小，导致工具不能够用于较深地层。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种射吸式钻井提速工具，能够有效提高井下硬地层钻进速度，提升井身质量及控向精度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种射吸式钻井提速工具，包括上接头、分流喷嘴、锤座和芯轴，所述分流喷嘴套接在上接头和芯轴之间，所述芯轴固定安装在锤座上，所述上接头和锤座固定连接；所述锤座内设置有两个呈C形的外腔体，所述外腔体内滑动配合有滑套，所述锤座内固定安装有用于对滑套进行限位的限位块，所述滑套内设置有呈C形的内腔体，所述内腔体内滑动配合有滑芯，所述滑芯上设置有内部流道，所述滑芯的端部与锤体铰接，所述锤体滑动配合在外腔体内；所述芯轴的内侧固定安装有节流喷嘴，所述节流喷嘴位于芯轴的高压流道和低压流道之间；所述芯轴上固定安装有第二喷嘴，所述第二喷嘴与外腔体连通。
其中，所述芯轴通过紧定螺钉固定安装在锤座上。
其中，所述上接头与锤座通过螺纹连接。
其中，所述滑芯的端部设置有滑芯连接孔，所述锤体的端部设置有锤体连接孔，所述滑芯连接孔和锤体连接孔通过销连接。
其中，所述节流喷嘴与芯轴焊接连接。
其中，所述喷嘴与芯轴通过螺栓固定连接。
综上，本射吸式钻井提速工具，使用射吸原理，大大降低了工具的长度，可提高控向精度，在射流卷吸及节流作用的压差下实现反转，反转冲击损耗小，能量利用效率高，到达左极限位置时瞬间憋压，冲击瞬间能量大，内部流道通畅无安全隐患，能够有效提高井下硬地层钻进速度，提升井身质量及控向精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种射吸式钻井提速工具的主视图；
图2为图1的D-D剖视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图；
图5为图2的C-C剖视图。
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。在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种射吸式钻井提速工具，包括上接头1、分流喷嘴2、锤座3和芯轴4，所述分流喷嘴2套接在上接头1和芯轴4之间，所述芯轴4固定安装在锤座3上，所述上接头1和锤座3固定连接；所述锤座3内设置有两个呈C形的外腔体，所述外腔体内滑动配合有滑套8，滑套8与锤座3可相对转动，所述锤座3内固定安装有用于对滑套8进行限位的限位块，所述滑套8内设置有呈C形的内腔体，所述内腔体内滑动配合有滑芯9，滑芯9与滑套8可相对转动，所述滑芯9上设置有内部流道，所述滑芯9的端部与锤体11铰接，所述锤体11滑动配合在外腔体内；所述芯轴的内侧固定安装有节流喷嘴6，所述节流喷嘴6位于芯轴4的高压流道和低压流道之间；所述芯轴4上固定安装有第二喷嘴12，所述第二喷嘴12与外腔体连通。
其中，所述芯轴通过紧定螺钉5固定安装在锤座上。
其中，所述上接头1与锤座3通过螺纹连接。
其中，所述滑芯9的端部设置有滑芯连接孔，所述锤体11的端部设置有锤体连接孔，所述滑芯连接孔和锤体连接孔通过销10连接。
其中，所述节流喷嘴6与芯轴4焊接连接。
其中，所述喷嘴12与芯轴4通过螺栓固定连接。
原理：
流体通过芯轴4进入第二喷嘴12喷射，由于射流卷吸作用，左腔压力降低，流体通过滑芯9内部流道进入右腔，右腔与芯轴4下端节流口相连，流体在节流作用下局部压强升高，滑套8、滑芯9、锤体11在压差作用下反转，极限位置时滑套8右端斜面与锤体11左端斜面闭合，瞬间形成水击作用，滑套8、滑芯9、锤体11迅速正转，滑套8到达右极限位置时滑芯9、锤体11继续转动至锤体11冲击锤座3，此时又重复下一行程，该发明大大降低了工具的长度，能有效提高控向精度，在射流卷吸及节流作用的压差下实现反转，反转冲击损耗小，能量利用效率高，到达左极限位置时瞬间憋压，冲击瞬间能量大，内部流道通畅无安全隐患，能够有效提高井下硬地层钻进速度，提升井身质量及控向精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，包括上接头、分流喷嘴、锤座和芯轴，所述分流喷嘴套接在上接头和芯轴之间，所述芯轴固定安装在锤座上，所述上接头和锤座固定连接；
所述锤座内设置有两个呈C形的外腔体，所述外腔体内滑动配合有滑套，所述锤座内固定安装有用于对滑套进行限位的限位块，所述滑套内设置有呈C形的内腔体，所述内腔体内滑动配合有滑芯，所述滑芯上设置有内部流道，所述滑芯的端部与锤体铰接，所述锤体滑动配合在外腔体内；
所述芯轴的内侧固定安装有节流喷嘴，所述节流喷嘴位于芯轴的高压流道和低压流道之间；
所述芯轴上固定安装有第二喷嘴，所述第二喷嘴与外腔体连通；
流体通过芯轴进入第二喷嘴喷射，由于射流卷吸作用，左腔压力降低，流体通过滑芯内部流道进入右腔，右腔与芯轴下端节流口相连；
左腔属于外腔体和内腔体的内部，右腔属于外腔体内部。
2.根据权利要求1所述的一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，所述芯轴通过紧定螺钉固定安装在锤座上。
3.根据权利要求1所述的一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，所述上接头与锤座通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，所述滑芯的端部设置有滑芯连接孔，所述锤体的端部设置有锤体连接孔，所述滑芯连接孔和锤体连接孔通过销连接。
5.根据权利要求1所述的一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，所述节流喷嘴与芯轴焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种射吸式钻井提速工具，其特征在于，所述喷嘴与芯轴通过螺栓固定连接。
CN202110204842.9A 2021-02-24 2021-02-24 一种射吸式钻井提速工具 Active CN112901063B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110204842.9A CN112901063B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种射吸式钻井提速工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110204842.9A CN112901063B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种射吸式钻井提速工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112901063A CN112901063A (zh) 2021-06-04
CN112901063B true CN112901063B (zh) 2022-09-06

Family

ID=76106737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110204842.9A Active CN112901063B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种射吸式钻井提速工具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112901063B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113236116B (zh) * 2021-06-23 2023-10-27 重庆科技学院 复合冲击钻进提速装置
CN114922581B (zh) * 2022-05-27 2023-08-18 重庆科技学院 一种井下套管连续开孔装置及其工作方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29618066U1 (de) * 1996-10-18 1996-12-19 Walter Hans Philipp Bohrhammer
US6173794B1 (en) * 1997-06-30 2001-01-16 Intedyne, Llc Downhole mud motor transmission
US7040417B2 (en) * 2003-12-11 2006-05-09 Cct Technologies, L.L.C. Drilling systems
WO2012039630A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-29 Flexidrill Limited Hybrid drill bit
CN102454364B (zh) * 2010-10-19 2014-05-21 中国石油化工集团公司 一种扭转冲击钻井工具
WO2014089457A2 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 National Oilwell DHT, L.P. Downhole drilling assembly with motor powered hammer and method of using same
CN105156027B (zh) * 2015-10-01 2017-08-22 中国石油集团西部钻探工程有限公司 扭力冲击提速装置
CN108708672B (zh) * 2016-07-14 2019-09-06 蔡银花 一种周向轴向负压冲击提速工具
CN107605396B (zh) * 2017-11-22 2019-04-26 东北石油大学 一种分流式射吸液动冲击器
CN109667536B (zh) * 2019-01-24 2020-04-17 西南石油大学 高频扭振降粘工具
CN110173211B (zh) * 2019-06-21 2020-09-01 刘国经 采用连体喷射机构的射吸式液压潜孔锤
CN111305748B (zh) * 2019-12-02 2021-08-06 中国石油集团西部钻探工程有限公司 周向冲击钻井提速工具
CN110905419B (zh) * 2019-12-23 2021-06-11 中国石油大学(华东) 一种石油钻井工具
CN110984851B (zh) * 2019-12-23 2020-07-17 江迪宇 一种大功率钻井轴向冲击提速工具
CN111219147B (zh) * 2020-01-09 2021-04-16 中国石油大学(华东) 一种石油钻井提速设备
CN112065278B (zh) * 2020-09-17 2022-07-15 重庆科技学院 一种潜孔锤摆动定向装置
CN112392399B (zh) * 2020-12-10 2022-03-25 西南石油大学 复合冲击器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112901063A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7240744B1 (en) Rotary and mud-powered percussive drill bit assembly and method
CN106150349B (zh) 一种周向轴向负压冲击提速工具
CA2736199C (en) Pulse generator
WO2016150113A1 (zh) 螺杆钻具及其破岩钻井方法
CN103774983B (zh) 射流式扭转冲击钻井工具
CN112901063B (zh) 一种射吸式钻井提速工具
WO2010093685A3 (en) Down hole hammer having elevated exhaust
CN201943585U (zh) 一种蓝宝石螺旋复合体喷咀喷射切削深井钻进钻头
WO2010017367A2 (en) Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same
US4852669A (en) Directional downhole drill apparatus
CN108798521A (zh) 一种往复式轴向冲击加压装置
CN203145879U (zh) 一种改善破碎地层取心钻进效果的组合式取心钻具
CN106761386B (zh) 一种钻井辅助破岩工具
CN105209709B (zh) 用于在硬地层中钻进的流动压力驱动的高频率冲击锤
CN109611028B (zh) 基于滚子与叶轮的水力振荡器
CN208845097U (zh) 一种复合冲击钻井提速装置
CN205154007U (zh) 螺杆钻具
CN207048680U (zh) 随钻扩眼钻头
CN201016273Y (zh) 一种高频振动冲击钻井工具
CN216240402U (zh) 一种水力复合振动冲击器
CN111456624B (zh) 一种钻井用叶轮驱扭力冲击器
CN210264501U (zh) 一种高效防脱压旋转冲击螺杆钻具
CN109538124B (zh) 斜面式叶轮水力振荡器
CN2601294Y (zh) 一种冲击振动钻井装置
CN109736708A (zh) 自适应旋转扭力脉冲射流钻井装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant