CN205135400U

CN205135400U - 一种勘探井可回收式高频液动冲击器

Info

Publication number: CN205135400U
Application number: CN201520874697.5U
Authority: CN
Inventors: 葛黛薇; 王轩
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2025-10-29

Abstract

本实用新型公开了一种勘探井可回收式高频液动冲击器，砧子插入在缓冲环中，并通过锁紧螺母和锁定接头固定；所述缓冲环安装在外管中；所述密封盒位于外管内，密封盒一端位于锁定接头与外管之间，另一端位于内管接头内侧；冲击器主体头部与砧子之间设置有复位弹簧，复位弹簧位于密封盒中；冲击器主体与密封盒之间设置有导流槽；活塞杆穿过内管接头和设置在内管接头与冲击器主体之间的橡胶衬管与冲击器主体连接；本实用新型采用高压流体驱动，推动活塞、冲锤撞击砧子，并将冲击力传导到勘探井钻头上；并通过弹簧推动活塞快速复位，实现高频旋转冲击破岩。

Description

一种勘探井可回收式高频液动冲击器

技术领域

本实用新型涉及地质勘探、地质勘探辅助工具、井下辅助工具技术领域，具体为一种勘探井可回收式高频液动冲击器。

背景技术

在地质勘探过程中，由于地层、构造复杂，常规的地球物理勘探方法不能发现和查明地层、构造时，为了确定构造位置、形态和查明地层层序以及接触关系，通常要打地质勘探井，取回岩样进行数据分析。

由于缺少充足的地层资料，难以掌握井下地层岩性，当钻遇超硬地层时，由于岩层可钻性差，若应用常规旋转钻进时，旋转剪切破碎岩石的方法效率很低，岩石对钻具磨损严重，钻时增大，严重影响地质勘探周期。

为了更加高效的进行地质勘探，通常采用旋冲钻井法，即在常规旋转钻井的基础上，将冲击和旋转结合，高效破岩的方法。其中，高频耐用的冲击器，是保证地质勘探数据准确、缩短勘探周期的核心。

现有技术存在以下缺点

冲击器是勘探井旋冲钻井技术中的关键，其工作原理是在勘探井钻头或岩心管上端安装一个冲击器，在旋冲钻进过程中，受高压气体或流体驱动的冲击器，产生高频冲击力，并施加在钻头上，高效破岩，提高地质勘探效率。目前，我国勘探井用冲击器主要存在以下问题：1.部分工具设计冲击频率较低，冲击破岩效果不理想。2.另外部分工具砧子部件设计强度不高，工具使用寿命难以保障。3.高压液体流通阀设计不合理，高速流体流过时，容易产生扰流、回流现象，降低冲击器破岩效果。4.活塞部件设计不合理，不能最大限度的利用流体压力。5.冲击器主体设计不合理，不能高效排流。6.砧子部件设计不合理，导致密封盒内气体难以排除，活塞空气阻力增大。7.井下地层软硬交错，钻遇软地层时，不能高效取出冲击器，导致泥包现象的加剧，报废地质勘探井。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种勘探井可回收式高频液动冲击器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种勘探井可回收式高频液动冲击器，包括外管、砧子、锁紧螺母、缓冲环、锁定接头、密封盒、砧子保护帽、冲击器主体、内管接头、活塞杆、活塞、前锁定接头、入口接头、上密封盒、变径回收套管、橡胶衬管、回收杆和回收弹片；所述砧子插入在缓冲环中，并通过锁紧螺母和锁定接头固定；所述缓冲环安装在外管中；所述密封盒位于外管内，密封盒一端位于锁定接头与外管之间，另一端位于内管接头内侧；所述冲击器主体头部与砧子之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧位于密封盒中；所述冲击器主体与密封盒之间设置有导流槽；所述活塞杆穿过内管接头和设置在内管接头与冲击器主体之间的橡胶衬管与冲击器主体连接；所述活塞位于前锁定接头中；活塞杆与活塞连接；所述前锁定接头位于外管内，前锁定接头两端连接内管接头和入口接头；所述上密封盒小内径端朝上套入回收套筒与外管的环空中；所述回收弹片回收弹片凸起键一侧朝外，键与轴线夹角75°端朝上插入回收杆下部凹槽中，并用螺钉固定。

进一步，所述砧子前端和中部开设有砧子出口和砧子入水口；所述外管内设置有固定缓冲环的底筒肩部；所述冲击器主体前端为冲锤；所述冲击器主体外侧设置有六个冲击器主体导流槽；所述活塞杆中部设置有冲击器出水阀。

进一步，所述内管接头和活塞杆之间设置有两个第二密封圈。

进一步，所述活塞与前锁定接头之间设置有第三密封圈。

进一步，所述入口接头与外管之间设置有两个第四密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用高压流体驱动，簧动复位结构，极大改善了冲击器冲击频率。

2.本实用新型采用硬质合金砧子安全帽，避免砧子受冲锤高频冲击破坏，极大提升了工具使用寿命。

3.本实用新型中，冲击器出水阀，砧子出入水口的结构，通过FLUENT流场测试分析，采用38.5°倾角，测试结果显示流场分布情况得到明显改善，从而提高了冲击效率。

4.活塞内部采用逐级缩径式结构，充分利用流体压力，降低对地面泵压的要求。

5.冲击器主体内侧设有6个导流槽，在流体完成推动活塞动作后，快速流出，减小活塞复位压力。

6.砧子安全帽中空，为密封盒内的空气流通提供通道，降低空气阻力。

7.本实用新型设计回收套筒和回收杆，保证在复杂工况下，能够实现工具的高效回收。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型的冲击回收器剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种勘探井可回收式高频液动冲击器，包括外管01、砧子02、锁紧螺母03、缓冲环04、锁定接头05、密封盒06、砧子保护帽07、冲击器主体08、内管接头09、活塞杆10、活塞11、前锁定接头12、入口接头13、上密封盒14、变径回收套筒15、橡胶衬管16、回收杆17和回收弹片18；所述砧子02插入在缓冲环04中，并通过锁紧螺母03和锁定接头05固定；所述缓冲环04安装在外管01中；所述密封盒06位于外管01内，密封盒06一端位于锁定接头05与外管01之间，另一端位于内管接头09内侧；所述冲击器主体08头部与砧子02之间设置有复位弹簧B07，所述复位弹簧B07位于密封盒06中；所述冲击器主体08与密封盒06之间设置有导流槽B09；所述活塞杆10穿过内管接头09和设置在内管接头09与冲击器主体08之间的橡胶衬管16与冲击器主体08连接；所述活塞11位于前锁定接头12中；活塞杆10与活塞11连接；所述前锁定接头12位于外管01内，前锁定接头12两端连接内管接头09和入口接头13；所述上密封盒14小内径端朝上套入回收套筒15与外管1的环空中；所述回收弹片18回收弹片凸起键一侧朝外，键与轴线夹角75°端朝上插入回收杆下部凹槽中，并用螺钉固定。

进一步，所述砧子02前端和中部开设有砧子出口B01和砧子入水口B03；所述外管01内设置有固定缓冲环04的底筒肩部B02；所述冲击器主体08前端为冲锤B08；所述冲击器主体08外侧设置有六个冲击器主体导流槽B09；所述活塞杆10中部设置有冲击器出水阀B11。

进一步，所述内管接头09和活塞杆10之间设置有两个第二密封圈B12。

进一步，所述活塞11与前锁定接头12之间设置有第三密封圈B13。

进一步，所述入口接头13与外管1之间设置有两个第四密封圈B14。

本实用新型在操作时：

1.取锁定接头小径段朝上，将锁定接头大外径端母螺纹与砧子中外径段公螺纹连接并拧紧，抵住砧子中外径段下端。

2.取缓冲环大径端朝上，将缓冲环内部母螺纹与砧子小外径端的公螺纹连接并拧紧。

3.取两个锁紧螺母，将其母螺纹与砧子小外径段的公螺纹连接并拧紧，卡住缓冲环。

4.取橡胶密封圈推入砧子顶端内孔中，抵住内孔肩部。

5.取砧子安全帽球面端朝上，将安全帽下端公螺纹与砧子顶端母螺纹连接并拧紧。

6.将密封盒一端母螺纹与锁定接头小外径端公螺纹连接并拧紧。

7.将复位弹簧套入密封盒与砧子的环空中。

8.将冲击器主体冲锤端朝下，套入复位弹簧中，冲击器主体套入密封盒中。

9.将活塞杆公螺纹与冲击器主体顶端母螺纹连接并拧紧。

10.将橡胶衬管自上而下套在活塞杆外侧，下部抵住冲击器主体顶端。

11.将内管接头大内径端母螺纹与密封盒另一端公螺纹连接并拧紧。

12.将橡胶密封圈套自上而下套在活塞外侧，抵住活塞肩部。

13.将步骤12所述的活塞组件小外径端公螺纹与活塞杆母螺纹连接并拧紧。

14.将入口接头小外径端公螺纹与内管接头另一端母螺纹连接并拧紧。

15.将变径回收套筒一端公螺纹与入口接头另一端母螺纹连接并拧紧。

16.将步骤1-15所述的冲击器组件自上而下套入外管中，使缓冲环大径段抵住外筒肩部。

17.将上密封盒小内径端朝上套入回收套筒与外管的环空中。

18.将回收弹片凸起键一侧朝外，键与轴线夹角75°端朝上插入回收杆下部凹槽中，用螺钉固定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种勘探井可回收式高频液动冲击器，包括外管、砧子、锁紧螺母、缓冲环、锁定接头、密封盒、砧子保护帽、冲击器主体、内管接头、活塞杆、活塞、前锁定接头、入口接头、上密封盒、变径回收套管、橡胶衬管、回收杆和回收弹片；所述砧子插入在缓冲环中，并通过锁紧螺母和锁定接头固定；所述缓冲环安装在外管中；所述密封盒位于外管内，密封盒一端位于锁定接头与外管之间，另一端位于内管接头内侧；所述冲击器主体头部与砧子之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧位于密封盒中；所述冲击器主体与密封盒之间设置有导流槽；所述活塞杆穿过内管接头和设置在内管接头与冲击器主体之间的橡胶衬管与冲击器主体连接；所述活塞位于前锁定接头中；活塞杆与活塞连接；所述前锁定接头位于外管内，前锁定接头两端连接内管接头和入口接头；所述上密封盒小内径端朝上套入回收套筒与外管的环空中；所述回收弹片回收弹片凸起键一侧朝外，键与轴线夹角75°端朝上插入回收杆下部凹槽中，并用螺钉固定。

2.根据权利要求1所述的一种勘探井可回收式高频液动冲击器，其特征在于：所述砧子前端和中部开设有砧子出口和砧子入水口；所述外管内设置有固定缓冲环的底筒肩部；所述冲击器主体前端为冲锤；所述冲击器主体外侧设置有六个冲击器主体导流槽；所述活塞杆中部设置有冲击器出水阀。

3.根据权利要求1所述的一种勘探井可回收式高频液动冲击器，其特征在于：所述内管接头和活塞杆之间设置有两个第二密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种勘探井可回收式高频液动冲击器，其特征在于：所述活塞与前锁定接头之间设置有第三密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种勘探井可回收式高频液动冲击器，其特征在于：所述入口接头与外管之间设置有两个第四密封圈。