CN201924825U - 一种液力冲击装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于石油天然气勘探开发领域的钻井装置,更具体地涉及一种液力冲击装置,包括上接头、中间管、花键套、冲锤和下砧子,上接头的一端的内部连接有喷嘴,上接头的内孔装有滑套,滑套的内孔装有活塞,活塞的底部设有活塞泄水孔,用于提高石油天然气钻探钻头破碎岩石的效率,提高钻孔速度,适用于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。

Description

一种液力冲击装置
技术领域:
本实用新型涉及一种用于石油天然气勘探开发领域的钻井装置,更具体地涉及一种钻井液力冲击装置。
背景技术:
在石油天然气勘探开发钻井中,经常遇到非常坚硬的岩石,传统的旋转钻井方式及高压水力喷射钻井的钻进速度相对比较低。为了提高坚硬地层的钻井速度,根据岩石在三轴静载及动载条件下的机械性质,研究该液力冲击装置改变载荷性质和破岩方式提高破岩效率,并且该液力冲击装置与旋转钻孔方式结合起来应用,可实现既旋转又冲击,提高钻头破碎岩石的效率,提高钻孔速度。专利号为CN94221342.4的实用新型专利公开了一种液力冲击器,由上接头、中间管、花键套、下接头、限位块、冲锤和弹簧组成,目的是提供一种从结构上加以改进的液力冲击器,它不影响高压喷射钻井技术的发挥,不需要呼吸孔,能提高钻井速度,工作寿命长。该冲击器的不足之处在于,活塞下端部的泄流孔垂直于活塞的轴向方向,不适用于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。所以本专利申请的液力冲击装置就克服了上述不足之处,另外,与上述公开的液力冲击器相比,本专利申请的液力冲击装置少了弹簧,但是两者实现的目的相同。
实用新型内容:
本实用新型目的是提供一种液力冲击装置,用于提高石油天然气钻探钻头破碎岩石的效率,提高钻孔速度,适用于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
本实用新型提供的一种液力冲击装置,包括上接头、中间管、花键套、冲锤和下砧子,所述上接头的内部设有活塞,所述活塞的底部设有活塞泄水孔,所述活塞泄水孔与活塞的轴向成30°-60°夹角,所述下砧子另一端的侧面开有下砧子泄水孔,所述下砧子泄水孔与下砧子的轴向成30°-60°夹角。
本实用新型提供的一种液力冲击装置技术方案中,所述活塞泄水孔与活塞的轴向成40°-50°夹角。
本实用新型提供的另一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述下砧子泄水孔与下砧子的轴向成40°-50°夹角。
本实用新型提供的再一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述上接头的一端的内部连接有喷嘴。
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述上接头的内孔装有滑套,所述滑套的内孔装有活塞。
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述上接头另一端与中间管一端连接,所述中间管另一端与花键套一端连接,所述花键套另一端与下砧子一端连接,所述冲锤设置在中间管内部,所述冲锤的高度小于所述活塞底部到下砧子另一端端面的距离。
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述下砧子另一端与花键套之间的空隙处设有悬挂套,所述悬挂套底部还设有密封圈。
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述活塞泄水孔与活塞的轴向成45°夹角
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述下砧子泄水孔与下砧子的轴向成45°夹角。
本实用新型提供的又一优选的一种液力冲击装置技术方案中,所述下砧子泄水孔与下砧子的轴向成45°夹角。
由于采用了上述技术方案,本实用新型得到的有益效果是:
1、该冲击装置不影响高压喷射钻井技术的发挥,实现边旋转、边冲击钻头工作,提高钻井速度,其结构简单,便于现场维护和维修,易损件少。
2、液力冲击装置所产生的冲击力就等于是加给钻头的动载冲击,这个动载使钻头上的比载荷增加,有利于岩石的破碎。
3、液力冲击装置所产生的冲击力就等于是加给钻头的动载冲击,提高了加载速度,使岩石产生形变所需时间缩短。
4、活塞底部的泄水孔与活塞的轴向成45°夹角,可大大减少局部阻力,降低系统压力损失,更适应于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。
5、所述下砧子另一端的侧面开有下砧子泄水孔,下砧子泄水孔与下砧子的轴向成45°夹角,可大大减少局部阻力,降低系统压力损失,更适应于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。
附图说明
图1为一种液力冲击装置的结构示意图;
其中,1-上接头,2-喷嘴,3-滑套,4-活塞,5-活塞泄水孔,6-中间管,7-冲锤,8-下砧子,9-下砧子泄水孔,10-悬挂套,11-密封圈,12-花键套。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1:
如图1所示,本例的实用新型一种液力冲击装置,包括上接头1、中间管6、花键套12、冲锤7和下砧子8,上接头1一端的内部连接有喷嘴2,上接头1的内孔装有滑套3,滑套3的内孔装有活塞4;上接头1另一端与中间管6一端连接,中间管6另一端与花键套12一端连接,花键套12另一端与下砧子8一端连接,冲锤7设置在中间管6内部,冲锤7的外径小于中间管6的内径,冲锤7的高度小于所述活塞4底部到下砧子8另一端端面的距离。
下砧子8另一端的外径小于中间管6与花键套12的内径,下砧子8另一端与花键套12之间的空隙处设有悬挂套10,悬挂套10底部还设有密封圈11;另外活塞1的底部设有活塞泄水孔5,活塞泄水孔5与活塞4的轴向成30°-60°夹角,最优是45°,下砧子8另一端的侧面开有下砧子泄水孔9,所述下砧子泄水孔9与下砧子8的轴向成30°-60°夹角,最优是45°,可大大减少局部阻力,降低系统压力损失,更适应于排量大、泥浆密度高、泥浆粘度高的工况。
本液力冲击装置上接头1一端与钻具连接,采用了同轴径向设计的滑套3和活塞4结构以及活塞4下部开有泄流孔5,滑套3在液流作用下,轴向往复运动,打开、关闭活塞下部的泄流孔6,使得活塞4也随之轴向往复运动而带动冲锤7给下砧子8冲击力,下砧子8将冲击力传递给钻头,下砧子8的下部被设计成与钻头直接连接的石油钻井行业专用的螺纹,接在钻头上的液力冲击装置产生的冲击力加给钻头,实现边旋转边冲击的钻井过程,提高钻井速度。其结构简单,便于现场维护和维修,易损件少。
液力冲击装置的启动动力由钻井液泵提供,该液力装置的工作不影响钻井过程中的正常的钻井液循环,液力冲击装置所产生的冲击力(大约50-80KN)就等于是加给钻头的动载冲击,这个动载冲击使钻头上的比载荷增加,有利于岩石的体积破碎。另外,这个动载冲击还提高了加载速度,使岩石脆性增加、塑性下降,使岩石产生形变所需时间缩短。尽量保证钻头齿每次从接触井底到离开井底这段时间内,都完成对岩石的完全加载过程(即岩石形变全过程),而脆性岩体对冲击载荷很敏感,有利于岩石的破碎,因此,旋冲钻井可以提高钻井速度。
一般情况下,提高钻头比载荷的主要手段是提高钻压,但是钻压不能够无限制提高,受工艺、钻具尺寸的大小等因素的制约,所以液力冲击装置是增加钻头比载荷行之有效的方法之一。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种液力冲击装置,包括上接头(1)、中间管(6)、花键套(12)、冲锤(7)和下砧子(8),其特征在于:所述上接头(1)的内部设有活塞(4),所述活塞(4)的底部设有活塞泄水孔(5),所述活塞泄水孔(5)与活塞(4)的轴向成30°-60°夹角,所述下砧子(8)另一端的侧面开有下砧子泄水孔(9),所述下砧子泄水孔(9)与下砧子(8)的轴向成30°-60°夹角。
2.如权利要求1所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述活塞泄水孔(5)与活塞(4)的轴向成40°-50°夹角。
3.如权利要求1所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述下砧子泄水孔(9)与下砧子(8)的轴向成40°-50°夹角。
4.如权利要求1所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述上接头(1)的一端的内部连接有喷嘴(2)。
5.如权利要求1所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述上接头(1)的内孔装有滑套(3),所述滑套(3)的内孔装有活塞(4)。
6.如权利要求1所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述上接头(1)另一端与中间管(6)一端连接,所述中间管(6)另一端与花键套(12)一端连接,所述花键套(12)另一端与下砧子(8)一端连接,所述冲锤(7)设置在中间管(6)内部,所述冲锤(7)的高度小于所述活塞(4)底部到下砧子(8)另一端端面的距离。
7.如权利要求6所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述下砧子(8)另一端与花键套(12)之间的空隙处设有悬挂套(10),所述悬挂套(10)底部还设有密封圈(11)。
8.如权利要求2所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述活塞泄水孔(5)与活塞(4)的轴向成45°夹角
9.如权利要求3所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述下砧子泄水孔(9)与下砧子(8)的轴向成45°夹角。
10.如权利要求8所述的一种液力冲击装置,其特征在于:所述下砧子泄水孔(9)与下砧子(8)的轴向成45°夹角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106593306A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 倪红坚 一种多维冲击器

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