CN203978285U

CN203978285U - 钻井用水力冲击器

Info

Publication number: CN203978285U
Application number: CN201420461527.XU
Authority: CN
Inventors: 杭庆东; 李建德; 王强
Original assignee: Shengli Oil Field Is Contained Pyroxene Oil Tech Development Co Ltd
Current assignee: Shengli Oil Field Is Contained Pyroxene Oil Tech Development Co Ltd
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2024-08-15

Abstract

本实用新型涉及一种钻井用水力冲击器。其技术方案是：公接头的外部下端与筒体连接，公接头的内部设有进水通道，进水通道的下端与振荡发生器的上端连通，所述的振荡发生器的下端与筒体内部的振荡传递腔连通，所述的筒体的底部设有下凸台，通过下凸台将活塞活动连接在筒体的下端，且下凸台的上侧与活塞顶部的活塞头部的下侧形成活动间隙，下凸台的中部与活塞颈部相配合，下凸台的下侧与活塞主体相配合，所述的活塞的底部设有母扣接头，活塞的内部设有喷射通道。有益效果是：可有效防止PDC钻头粘滑振动，减低钻头的冲击破坏，有效保护钻头，而且振荡发生器结构简单，使用可靠，故障率低；提高机械钻速，节约钻井周期，50余口井平均提速近40%。

Description

钻井用水力冲击器

技术领域

本实用新型涉及一种钻井辅助装置，特别涉及一种钻井用水力冲击器。

背景技术

目前，随着勘探向深部地层发展，深井越来越多，但随着井深的增加，沿程水力损耗增大，井底钻头可用水马力急剧下降，水力破岩、清岩的能力随之减弱，造成深井钻井速度下降。因此，如何尽可能地提高井底水力能量利用效率，进而提高钻井机械钻速是迫切解决的问题之一。现有的方式是连接脉冲射流钻井短接，该装置能够将钻井液的连续流动转换成一定频率的间歇流动。这种转换使得钻井液在钻头水眼的出口速度大幅提高，这种速度的提高直接带来射流冲击效率的提高，使得水力破岩效率得到提高；脉冲射流钻井短接的脉冲射流效应能够改变井底岩屑床的分布，提高井底钻头部岩屑上返速度，避免岩屑被重复破碎；脉冲射流钻井短接能够周期性地降低井底压力，从而减小井底岩石的压持效应，使钻井速度得到提高。但是其存在的问题是：该脉冲射流直接作用于岩石上，而不是通过冲击装置使钻头变为冲击钻头。

中国专利文献公开号为2874004，专利名称为《水力脉冲钻井工具》，它主要包括上接头、悬挂盘、端帽、分流变向器、叶轮、轴、套子、密封压盖、转子、定子、本体、球轴承，上接头和本体是中空管状体通过丝扣联接,叶轮套在轴上装入分流变向器内腔,轴固定在分流变向器上,并通过端帽悬挂在悬挂盘上,叶轮与套子通过丝扣联接,套子与转子通过花键连接,转子与定子通过球轴承连接,定子坐在本体的内台阶上。本实用新型上联钻柱下接钻头,钻进时,一部分钻井液通过分流变向器带动叶轮进而带动转子旋转,转子的流道与定子流道时通时闭,造成流道面积周期性变化,在下游形成高压脉动射流,这种高压脉动射流有助于提高钻井机械钻速。其存在的问题是：脉冲发生器的结构复杂，容易发生故障，造成卡井，影响钻井效率。

中国专利文献公开号为102191915A，专利名称为《一种谐振脉冲振动钻井装置》，包括外壳体，置于外壳体内的系统,以及下部接头,该装置的上部与钻井管柱相连接,该装置的下部通过下部接头与钻头相连接,外壳体内部设有供置于外壳体内的系统装设的通孔,置于外壳体内的系统包括动力系统,脉冲调制系统，谐振脉冲与往复振动系统,下部接头连接于谐振脉冲与往复振动系统。该装置有效地解决了传统钻头破岩效率低、钻井成本高的问题,特别适用于深部硬度高、研磨性地层的钻井提速。其存在的问题是：脉冲调制系统的结构复杂，而且脉冲的频率可以通过其他形式的结构来实现调整，复杂的结构造成其使用时故障率较高。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种钻井用水力冲击器，可有效防止PDC钻头粘滑振动，减低钻头的冲击破坏，有效保护钻头，而且振荡发生器结构简单，使用可靠，故障率低。

其技术方案是：包括公接头、筒体、振荡发生器、振荡传递腔、活塞、活动间隙、喷射通道、母扣接头，公接头的外部下端与筒体连接，公接头的内部设有进水通道，进水通道的下端与振荡发生器的上端连通，所述的振荡发生器的下端与筒体内部的振荡传递腔连通，所述的筒体的底部设有下凸台，通过下凸台将活塞活动连接在筒体的下端，且下凸台的上侧与活塞顶部的活塞头部的下侧形成活动间隙，下凸台的中部与活塞颈部相配合，下凸台的下侧与活塞主体相配合，所述的活塞的底部设有母扣接头，活塞的内部设有喷射通道。

上述的振荡发生器包括水进口、水出口、环形凸起和振荡腔体，所述的振荡腔体的上部为水进口，下部为环形凸起，水出口设置在环形凸起的中心，所述的环形凸起为锥形结构。

上述的筒体内部设有振荡传递腔、上凸台和下凸台，振荡传递腔的上部设有上凸台，振荡传递腔的下部设有下凸台，其中，上凸台与振荡发生器底部的环形凸起配合，下凸台与活塞上的活塞头部配合。

上述的公接头的公接头主体的外径与筒体的外径相同。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可有效防止PDC钻头粘滑振动，减低钻头的冲击破坏，有效保护钻头，而且振荡发生器结构简单，使用可靠，故障率低；提高机械钻速，节约钻井周期，50余口井平均提速近40%；有效保护钻头，减少钻头使用数量；避免购买新钻头的花费及换钻头的人力、物力、时间消耗；保障井眼质量，节约后续作业成本，实验证明，使用自激旋冲工具有利于控制井斜；安全可靠，避免井下事故，在深部长井段替换螺杆钻具，规避使用螺杆钻具附加的风险。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型的公接头与振荡发生器的结构图；

附图3是本实用新型的振荡发生器的俯视图；

附图4是本实用新型的活塞的结构图；

附图5是本实用新型的筒体的结构图；

上图中：公接头1、筒体2、振荡发生器3、振荡传递腔4、活塞5、活动间隙6、喷射通道7、母扣接头8、下凸台9，进水通道1.1、公接头主体1.2、公接头缩径段1.3，上凸台2.1，水进口3.1、水出口3.2、环形凸起3.3，活塞头部5.1、活塞颈部5.2、活塞主体5.3。

具体实施方式

结合附图1-4，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型包括公接头1、筒体2、振荡发生器3、振荡传递腔4、活塞5、活动间隙6、喷射通道7、母扣接头8，公接头1的外部下端与筒体2连接，公接头1的内部设有进水通道1.1，进水通道1.1的下端与振荡发生器3的上端连通，所述的振荡发生器3的下端与筒体2内部的振荡传递腔4连通，所述的筒体2的底部设有下凸台9，通过下凸台9将活塞5活动连接在筒体2的下端，且下凸台9的上侧与活塞5顶部的活塞头部5.1的下侧形成活动间隙6，下凸台9的中部与活塞颈部5.2相配合，下凸台9的下侧与活塞主体5.3相配合，所述的活塞5的底部设有母扣接头8，活塞5的内部设有喷射通道7。

其中，振荡发生器3包括水进口3.1、水出口3.2、环形凸起3.3和振荡腔体3.4，所述的振荡腔体3.4的上部为水进口3.1，下部为环形凸起3.3，水出口3.2设置在环形凸起3.3的中心，所述的环形凸起3.3为锥形结构，需要说明的是振荡发生器结构简单，使用寿命长，高速水流与水进口、水出口的直径、振荡腔体的直径，水进口到水出口的距离有关，通过调整相应的尺寸，就可以调整振荡的频率，从而满足相应的要求。

另外，筒体2内部设有振荡传递腔4、上凸台2.1和下凸台9，振荡传递腔4的上部设有上凸台2.1，振荡传递腔4的下部设有下凸台9，其中，上凸台2.1与振荡发生器3底部的环形凸起3.3配合，下凸台9与活塞5上的活塞头部5.1配合。

还有，公接头1的公接头主体1.2的外径与筒体2的外径相同。

本实用新型采用振荡发生器、振荡传递腔和活塞，将调制的水力脉动转化为直接作用于钻头的机械冲击力，能量利用效率高，工具压力损耗小（约0.5MPa）；而且产生的钻头冲击力具有“小振幅、高频率”的特点，对钻头和地层的适应性强；另外，本实用新型与钻头连接后，不改变钻井参数和钻具结构，适应性强；其结构简单，稳定可靠，可免维护使用200小时以上；经济效益明显，节约钻井周期，减少起下钻次数，尤其适用于长裸眼井段。

另外，本实用新型可有效防止PDC钻头粘滑振动，减低钻头的冲击破坏，有效保护钻头；提高机械钻速，节约钻井周期，50余口井平均提速近40%；有效保护钻头，减少钻头使用数量。避免购买新钻头的花费及换钻头的人力、物力、时间消耗；保障井眼质量，节约后续作业成本，实验证明，使用自激旋冲工具有利于控制井斜；安全可靠，避免井下事故，在深部长井段替换螺杆钻具，规避使用螺杆钻具附加的风险。

Claims

1.一种钻井用水力冲击器，其特征是：包括公接头（1）、筒体（2）、振荡发生器（3）、振荡传递腔（4）、活塞（5）、活动间隙（6）、喷射通道（7）、母扣接头（8），公接头（1）的外部下端与筒体（2）连接，公接头（1）的内部设有进水通道（1.1），进水通道（1.1）的下端与振荡发生器（3）的上端连通，所述的振荡发生器（3）的下端与筒体（2）内部的振荡传递腔（4）连通，所述的筒体（2）的底部设有下凸台（9），通过下凸台（9）将活塞（5）活动连接在筒体（2）的下端，且下凸台（9）的上侧与活塞（5）顶部的活塞头部（5.1）的下侧形成活动间隙（6），下凸台（9）的中部与活塞颈部（5.2）相配合，下凸台（9）的下侧与活塞主体（5.3）相配合，所述的活塞（5）的底部设有母扣接头（8），活塞（5）的内部设有喷射通道（7）。

2.根据权利要求1所述的钻井用水力冲击器，其特征是：所述的振荡发生器（3）包括水进口（3.1）、水出口（3.2）、环形凸起（3.3）和振荡腔体（3.4），所述的振荡腔体（3.4）的上部为水进口（3.1），下部为环形凸起（3.3），水出口（3.2）设置在环形凸起（3.3）的中心，所述的环形凸起（3.3）为锥形结构。

3.根据权利要求1所述的钻井用水力冲击器，其特征是：所述的筒体（2）内部设有振荡传递腔（4）、上凸台（2.1）和下凸台（9），振荡传递腔（4）的上部设有上凸台（2.1），振荡传递腔（4）的下部设有下凸台（9），其中，上凸台（2.1）与振荡发生器（3）底部的环形凸起（3.3）配合，下凸台（9）与活塞（5）上的活塞头部（5.1）配合。

4.根据权利要求1所述的钻井用水力冲击器，其特征是：所述的公接头（1）的公接头主体（1.2）的外径与筒体（2）的外径相同。