CN205154003U - 一种井下水力脉冲加压冲击工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种井下水力脉冲加压冲击工具，属于钻井领域。该井下水力脉冲加压冲击工具包括同轴线设置的依次连接的定子壳体、传动头和滑动体；所述传动头的一端伸入到定子壳体内，另一端伸入到滑动体内；在所述定子壳体的内表面上设置有橡胶定子，在橡胶定子的内腔中设有转子；所述转子通过同轴线设置的转子接头、动阀环、静阀环和阀环套与传动头连接；在所述动阀环上开有偏心通孔，在所述静阀环上开有中心通孔；所述动阀环的端面和静阀环的端面贴合，转子旋转时，动阀环和静阀环形成的流体通道过流面积发生周期性变化。
Description
技术领域
本实用新型属于钻井领域，具体涉及一种井下水力脉冲加压冲击工具。
背景技术
钻井工程是油气藏开发中投资大、风险高的重要环节。近年来随着我国油气勘探开发的不断深入，大位移井和水平井等技术已经大规模应用，目前已经作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油气藏。随着钻井深度的增加，钻井速度降低，钻井周期增长，钻井费用增高，因此提高钻井效率一直是钻井工程的目标。
在大位移井和水平井中，钻柱送进困难，钻压难以传递到钻头等问题普遍存在，并且不时发生卡钻的危险，严重影响了钻井效率，增大了钻井难度。目前液力推进器在一定程度上解决了钻压施加困难的问题，但是其仍然不能克服水平井段钻柱摩阻大，难以送进的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决水平井段钻压难以传递到钻头，卡钻及钻柱粘滑等难题，提供一种井下水力脉冲加压冲击工具，提高钻井效率，降低钻井成本。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种井下水力脉冲加压冲击工具，包括同轴线设置的依次连接的定子壳体、传动头和滑动体；所述传动头的一端伸入到定子壳体内，另一端伸入到滑动体内；
在所述定子壳体的内表面上设置有橡胶定子，在橡胶定子的内腔中设有转子；
所述转子通过同轴线设置的转子接头、动阀环、静阀环和阀环套与传动头连接；
在所述动阀环上开有偏心通孔，在所述静阀环上开有中心通孔；
所述动阀环的端面和静阀环的端面贴合，转子旋转时，动阀环和静阀环形成的流体通道过流面积发生周期性变化。
所述转子和橡胶定子均为螺旋结构，两者的头数比为1∶2。
所述转子的一端为自由端，另一端开有盲孔；
所述转子接头的一端插入到转子的盲孔中，与转子通过丝扣连接；
在转子接头的另一端开有盲孔，所述动阀环的一端插入到该盲孔中并与转子接头过盈配合；
在所述转子接头中部的周向上均匀设置有三个斜向通孔，所述斜向通孔将转子接头的盲孔与转子接头的外部相连通，每个斜向通孔均从里往外向转子方向倾斜。
所述静阀环的外圆柱面上设置有台阶面，所述静阀环的下端面与传动头的上端面贴合，阀环套的一端内表面和传动头的上端外表面通过丝扣连接，阀环套的另一端设有内台阶，该内台阶将静阀环的台阶面压紧，将静阀环与传动头固定连接。
所述传动头为阶梯轴结构，包括转子连接段、传压段和滑动段；
所述转子连接段和滑动段的直径均小于传压段的直径；所述转子连接段与传压段的过渡处形成上台阶，传压段与滑动段的过渡处形成下台阶；
在所述传动头上开有中心通孔，在其传压段的圆周方向均匀设置四个通孔，这四个通孔的轴线均与传动头的轴线平行，每个通孔的一端均位于上台阶处，另一端均位于下台阶处；
在所述传压段的外圆柱面上设有环形凸起，在所述环形凸起的一侧的传压段的外表面上设有丝扣，环形凸起的另一侧的传压段表面为光滑表面；
所述定子壳体的下端通过传压段上的丝扣与传压头固定连接。
所述滑动体的内腔为阶梯孔结构，包括上孔、中孔和下孔，其中上孔和下孔的直径均大于中孔的直径；
所述上孔的孔壁与传动头上的传动段的光滑表面接触，滑动体能够沿轴向往复移动；
所述上孔和中孔过渡处形成台阶，该台阶与上孔的孔壁以及传动头的所述下台阶围合成传动腔；
所述中孔的孔壁与传动头的滑动段的外表面接触。
所述传动头的传动段的下部设置为外六方，滑动体的中孔下部设置为内六方，传动段的外六方部分与滑动体的内六方部分配合。
在所述传动头的最下端连接有防掉螺帽；所述防掉螺帽位于滑动体的下孔内；
所述防掉螺帽的一端设有丝扣，通过该丝扣与传动头的下端连接；防掉螺帽的另一端设置为内六方。
在所述滑动体的上孔的孔壁上装有上密封圈，用于上孔与传动段的密封；在中孔的孔壁上装有下密封圈，用于中孔与滑动段的密封。
所述橡胶定子的外表面和定子壳体的内表面固定连接。
所述定子壳体的上部和上部钻杆通过丝扣连接；所述滑动体的下部和下部钻杆通过丝扣连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型采用液压驱动，结构简单可靠；
(2)产生脉冲水击压力作用于滑动体上，可有效传递钻压；
(3)脉冲水击压力可有效防止卡钻和粘滑现象发生；
(4)水力加压比机械加压柔和，对钻柱损伤小。
附图说明
图1是本实用新型一种井下水力脉冲加压冲击工具的结构示意图；
图2是图1A-A截面剖视图；
图3是图1B-B截面剖视图；
图中：1.定子壳体，2.橡胶定子，3.转子，4.转子接头，5.动阀环，6.静阀环，7.阀环套，8.传动头，9.上密封圈，10.下密封圈，11.滑动体，12.放掉螺帽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，本实用新型一种井下水力脉冲加压冲击工具，包括定子壳体1、橡胶定子2、转子3、转子接头4、动阀环5、静阀环6、阀环套7、传动头8、上密封圈9、下密封圈10、滑动体11和防掉螺帽12构成；其中，动阀环5上设置一偏心孔，转子接头4一端内孔和动阀环5过盈固定，另一端和转子3丝扣连接，转子接头4中部周向均匀设置三个斜向通孔，斜向通孔将转子接头4的内孔与转子接头的外部连通，斜向通孔从里往外想转子方向倾斜；橡胶定子2和定子壳体1固定，转子3置入橡胶定子2内腔，转子3和橡胶定子2均为螺旋形状，两者的头数比为1∶2；静阀环6中心设置一通孔，外圆周设置一台阶面，静阀环6置于传动头8上端面，阀环套7和传动头8上端丝扣连接，阀环套7内部台阶将静阀环6外圆周台阶面压紧固定；定子壳体1下部与传动头8上部丝扣连接，动阀环5和静阀环6端面贴合；传动头8中心设置一通孔，中部圆周方向均匀设置四个通孔，这四个通孔的轴线均与传动头8的轴线平行，最下端设置为丝扣；滑动体11上部内圆安装上密封圈9，中部内圆安装下密封圈10，最下端设置为丝扣；滑动体11套入传动头8下部，两个接触面分别用上密封圈9和下密封圈10密封，传动头8下端和防掉螺帽12丝扣连接，防掉螺帽12一端设置为内螺纹，另一端设置为内六方；定子壳体1上部和上部钻杆丝扣连接；滑动体11下部和下部钻杆丝扣连接。
如图1和图2所示，传动头8中心设置一通孔，中部圆周方向均匀设置四个通孔。
如图1和图3所示，传动头8下部外廓设置为外六方，滑动体11下部内孔设置为内六方。
本实用新型的工作原理是：钻井液在钻柱内流动，驱动转子3旋转，并产生轴向力使动阀环5和静阀环6端面紧密贴合，转子3和橡胶定子2的头数比是1∶2，其运动效果使动阀环5和静阀环6形成的流体通道过流面积周期性变化，从而产生脉冲水击压力，该脉冲水击压力通过传动头8中部周向均匀分布的四个通孔传递给滑动体11，进而传递给下部钻柱；在传递一定时间水击压力后，滑动体11会相对传动头8轴向前移，这时地面应送进钻柱使传动头8和滑动体11恢复初始位置。
上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。
Claims (10)
1.一种井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述井下水力脉冲加压冲击工具包括同轴线设置的依次连接的定子壳体、传动头和滑动体；所述传动头的一端伸入到定子壳体内，另一端伸入到滑动体内；
在所述定子壳体的内表面上设置有橡胶定子，在橡胶定子的内腔中设有转子；
所述转子通过同轴线设置的转子接头、动阀环、静阀环和阀环套与传动头连接；
在所述动阀环上开有偏心通孔，在所述静阀环上开有中心通孔；
所述动阀环的端面和静阀环的端面贴合，转子旋转时，动阀环和静阀环形成的流体通道过流面积发生周期性变化。
2.根据权利要求1所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述转子和橡胶定子均为螺旋结构，两者的头数比为1∶2。
3.根据权利要求1或2所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述转子的一端为自由端，另一端开有盲孔；
所述转子接头的一端插入到转子的盲孔中，与转子通过丝扣连接；
在转子接头的另一端开有盲孔，所述动阀环的一端插入到该盲孔中并与转子接头过盈配合；
在所述转子接头中部的周向上均匀设置有三个斜向通孔，所述斜向通孔将转子接头的盲孔与转子接头的外部相连通，每个斜向通孔均从里往外向转子方向倾斜。
4.根据权利要求3所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述静阀环的外圆柱面上设置有台阶面，所述静阀环的下端面与传动头的上端面贴合，阀环套的一端内表面和传动头的上端外表面通过丝扣连接，阀环套的另一端设有内台阶，该内台阶将静阀环的台阶面压紧，将静阀环与传动头固定连接。
5.根据权利要求4所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述传动头为阶梯轴结构，包括转子连接段、传压段和滑动段；
所述转子连接段和滑动段的直径均小于传压段的直径；所述转子连接段与传压段的过渡处形成上台阶，传压段与滑动段的过渡处形成下台阶；
在所述传动头上开有中心通孔，在其传压段的圆周方向均匀设置四个通孔，这四个通孔的轴线均与传动头的轴线平行，每个通孔的一端均位于上台阶处，另一端均位于下台阶处；
在所述传压段的外圆柱面上设有环形凸起，在所述环形凸起的一侧的传压段的外表面上设有丝扣，环形凸起的另一侧的传压段表面为光滑表面；
所述定子壳体的下端通过传压段上的丝扣与传压头固定连接。
6.根据权利要求5所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述滑动体的内腔为阶梯孔结构，包括上孔、中孔和下孔，其中上孔和下孔的直径均大于中孔的直径；
所述上孔的孔壁与传动头上的传动段的光滑表面接触，滑动体能够沿轴向往复移动；
所述上孔和中孔过渡处形成台阶，该台阶与上孔的孔壁以及传动头的所述下台阶围合成传动腔；
所述中孔的孔壁与传动头的滑动段的外表面接触。
7.根据权利要求6所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述传动头的传动段的下部设置为外六方，滑动体的中孔下部设置为内六方，传动段的外六方部分与滑动体的内六方部分配合。
8.根据权利要求7所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：在所述传动头的最下端连接有防掉螺帽；所述防掉螺帽位于滑动体的下孔内；
所述防掉螺帽的一端设有丝扣，通过该丝扣与传动头的下端连接；防掉螺帽的另一端设置为内六方。
9.根据权利要求8所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：在所述滑动体的上孔的孔壁上装有上密封圈；在中孔的孔壁上装有下密封圈。
10.根据权利要求9所述的井下水力脉冲加压冲击工具，其特征在于：所述橡胶定子的外表面和定子壳体的内表面固定连接；
所述定子壳体的上部和上部钻杆通过丝扣连接；所述滑动体的下部和下部钻杆通过丝扣连接。
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| CN201520838590.5U CN205154003U (zh) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | 一种井下水力脉冲加压冲击工具 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105927144A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-07 | 西南石油大学 | 具有轴向冲击功能的井下提速工具 |
| CN115628025A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种井下牵引器以及连续油管工具 |
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| CN115628025A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种井下牵引器以及连续油管工具 |
| CN115628025B (zh) * | 2022-12-21 | 2023-08-18 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种井下牵引器以及连续油管工具 |
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