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
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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| CN2010206690385U CN201924825U (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 一种液力冲击装置 |
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| CN201924825U true CN201924825U (zh) | 2011-08-10 |
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| CN (1) | CN201924825U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106593306A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-04-26 | 倪红坚 | 一种多维冲击器 |
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2010
- 2010-12-20 CN CN2010206690385U patent/CN201924825U/zh not_active Expired - Fee Related
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