CN210152555U - 一种射流振荡双向冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种射流振荡双向冲击器，属石油钻井设备技术领域。本实用新型包括上筒体、下筒体和射流元件，下筒体通过上筒体螺纹安装有上接头，下筒体下端通过锁紧杆和锁紧球活动安装有下接头；上筒体内设置有中心管，中心管的一端延伸至上筒体下方，中心管上通过锁紧杆和锁紧球活动安装有射流元件，射流元件的下端端头圆周上设置有花键，与花键对应的下接头内壁上设置有键槽，射流元件通过花键和键槽的配合与下接头键连接。本实用新型结构简单、便于安装和拆卸，由射流元件提供动力，没有其他运动部件，不易损坏，使用寿命长，通过射流元件在钻井液作用下自身振荡转动使钻头不需要等待扭力积蓄就可以切削地层，从而提高钻进效率。

Description

一种射流振荡双向冲击器

技术领域

本实用新型涉及一种射流振荡双向冲击器，属石油钻井设备技术领域。

背景技术

随着我国经济的大力发展，我国对于石油能源的需求量越来越大，浅层油田早已不能够满足人们日常生活的需要，现阶段，我国石油钻井的发展方向为深井、超深井的方向发展。这类油田虽然油储存量比较大，但是底层深，地质情况复杂限制了石油的开采。

目前应用于我国的常规钻井通常是利用转盘带动钻柱转动钻头来破碎孔底岩石的钻井方法。这类方法的效率比较低下，且对于钻头等一系列工具的损耗比较大，通常解决这类问题的方法是在普通的回转钻进的钻具上加一个冲击器，用于解决PDC钻头钻进中出现的粘滑现象，提高钻进硬岩的钻进效率，保护钻头，提高钻孔质量的一种应用于石油钻井领域的提速工具。但现阶段应用于钻井领域的冲击器大都存在结构复杂、安装困难的特点，市场上的冲击器大都带有涡轮（动力元件）或者冲击锤体等，导致这类冲击器使用寿命都比较低下，一旦工具发生故障，井下工具打捞、回收、更换都比较麻烦，大大降低了采油的工作效率。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、安装方便、不易损坏，使用寿命长，可有效提高钻进效率的射流振荡双向冲击器。

本实用新型的技术方案是：

一种射流振荡双向冲击器，包括上筒体、下筒体和射流元件，下筒体通过上筒体螺纹安装有上接头，下筒体下端通过锁紧杆和锁紧球活动安装有下接头；其特征在于：上筒体内设置有中心管，中心管的一端延伸至上筒体下方，延伸至上筒体下方的中心管上通过锁紧杆和锁紧球活动安装有射流元件，射流元件的下端端头圆周上设置有花键，与花键对应的下接头内壁上设置有键槽，射流元件通过花键和键槽的配合与下接头键连接。

所述的射流元件呈甲字状的圆柱体，由两个半圆柱体通过螺栓相互紧固构成，两个半圆柱体对应的端面上分别设置有射流槽，射流槽上方设置有装配凹槽，装配凹槽通过连通槽与射流槽连通；装配凹槽的圆周上均布有安装孔，安装孔内螺纹安装有锁紧杆，锁紧杆的端头活动安装有锁紧球。

所述的锁紧杆对应的中心管圆周上设置有环槽，锁紧杆通过锁紧球与环槽滑动连接。

所述的射流槽由对称设置且相互连通的D形环槽构成， D形环槽之间设置劈尖，劈尖两侧的D形环槽内分别设置有C形振荡腔，C形振荡腔分别与其对应的D形环槽连通。

所述的D形环槽上分别径向设置有出口。

所述的出口在射流元件上呈错位设置。

所述的连通槽呈V型。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

该射流振荡双向冲击器结构简单、便于安装和拆卸，工作时无需设置涡轮（动力元件）或冲击锤体，由射流元件提供动力，没有其他运动部件，不易损坏，使用寿命长，通过射流元件在钻井液作用下自身振荡转动使钻头不需要等待扭力积蓄足够的能量就可以切削地层，从而提高钻进效率。解决了现有冲击器大都存在结构复杂、安装困难的问题，以及一旦工具发生故障，井下工具打捞、回收、更换都比较麻烦，从而降低了采油工作效率的问题。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图；

图2为图1的A处放大图；

图3为本实用新型中射流元件与下接头花键连接的截面示意图；

图4为本实用新型中连通槽和射流槽的立体结构示意图；

图5为本实用新型中连通槽和射流槽的平面结构示意图；

图6为本实用新型中钻井液附壁于其一振荡腔的流向图；

图7为本实用新型中钻井液附壁于另一振荡腔的流向图。

图中：1、上筒体，2、下筒体，3、射流元件，4、上接头，5、下接头，6、锁紧杆，7、锁紧球，8、中心管，9、花键，10、螺栓，11、射流槽，12、装配凹槽，13、连通槽，14、安装孔，15、环槽，16、D形环槽，17、劈尖，18、C形振荡腔，19、出口，20、紧缩口，21液流孔。

具体实施方式

该射流振荡双向冲击器包括上筒体1、下筒体2和射流元件3，下筒2体通过上筒体1螺纹安装有上接头4，下筒体2下端通过锁紧杆6和锁紧球7活动安装有下接头5，使得下接头5能够以下筒体2为轴心进行转动实现能量的传递；

上筒体1内设置有中心管8，中心管8的一端延伸至上筒体1下方，延伸至上筒体1下方的中心管8上通过锁紧杆6和锁紧球7活动安装有射流元件3，射流元件3为甲字状的圆柱体，由两个半圆柱体通过螺栓10相互紧固构成，两个半圆柱体对应的端面上分别设置有射流槽11，射流槽11上方设置有装配凹槽12，装配凹槽12通过呈V型的连通槽13与射流槽11连通，便于从中心管8注入的钻井液进入到射流槽11内；装配凹槽12的圆周上均布有安装孔14，安装孔14内螺纹安装有锁紧杆6，锁紧杆6的端头活动安装有锁紧球7，锁紧杆6对应的中心管8圆周上设置有环槽15，锁紧杆6通过锁紧球7与环槽15滑动连接，使得射流元件3可以在中心管8的环槽内滑动；

射流槽11由对称设置且相互连通的D形环槽16构成，D形环槽16上分别径向设置有出口19，出口19呈倾斜设置，出口19在射流元件3上呈错位设置，其目的是使钻井液能够分别从不同的出口喷出至下筒体2内壁，以此利用反作用力使射流元件3转动；对称设置的D形环槽16之间设置劈尖17，劈尖17两侧的D形环槽16内分别设置有C形振荡腔18，C形振荡腔18分别与其对应的D形环槽16连通，劈尖17的高度高于C形振荡腔18的端口，以使在C形振荡腔18里循环振荡紊乱后的钻井液从C形振荡腔18端口喷射出来时能够冲击劈尖17，从而产生径向震动。

射流元件3的下端端头圆周上设置有花键9，与花键9对应的下接头5内壁上设置有键槽，键槽外围的下接头5上均布有液流孔21，便于从射流元件3喷射出来的钻井液能够经液流孔21继续下行，射流元件3通过花键9和键槽的配合与下接头5键连接。

该射流振荡双向冲击器工作时，钻井液从上接头4、中心管8挤入射流元件3，由于钻井液的附壁效应，钻井液会自动沿连通槽13一侧的内壁下行，从而进入其中一个C形振荡腔18；这一过程中，部分钻井液冲击劈尖17，形成轴向冲击力，该冲击力经下接头5传递至钻具可提供有效的钻进冲击，防止卡钻。进入到C形振荡腔18的钻井液在振荡腔中由于卷吸作用会产生一个涡旋，由此使C形振荡腔18中的钻井液变为紊流流动，而这种紊流流动使得C形振荡腔18端口处的钻井液和D形环槽16的钻井液会产生一个压力差，使得从C形振荡腔18射出的钻井液冲击劈尖17，从而产生径向震动；该径向震动传递至钻具可用于解决钻头钻进中出现的粘滑现象，起到减摩降阻的作用。其中D形环槽16中的钻井液一部分从出口19射出进入下筒体2与射流元件3之间的环空，然后经下接头5上的液流孔21继续下行；另一部分钻井液由于压力的作用继续在射流元件3中循环流动，并从D形环槽16上端的紧缩口20处加速喷出，从而对连通槽13进入的钻井液形成冲击，迫使从连通槽13进入的钻井液进入到另外一个D形环槽16的C形振荡腔18内，完成与前述相同的循环振荡过程；由此循环往复，使两个D形环槽16和C形振荡腔18交替振荡，进而使从出口19射出的钻井液射流冲击下筒体2内壁，在反作用力作用下推动射流元件3转动；钻井液射流冲击下筒体2内壁产生的冲击力通过花键9传递给下接头5从而传递给钻具，使钻头产生一种周向冲击力，辅助钻头破岩。

以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，上述举例说明不对本实用新型的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内，而不背离本实用新型的实质和范围。

Claims (7)

1.一种射流振荡双向冲击器，包括上筒体（1）、下筒体（2）和射流元件（3），下筒体（2）通过上筒体（1）螺纹安装有上接头（4），下筒体（2）下端通过锁紧杆（6）和锁紧球（7）活动安装有下接头（5）；其特征在于：上筒体（1）内设置有中心管（8），中心管（8）的一端延伸至上筒体（1）下方，延伸至上筒体（1）下方的中心管（8）上通过锁紧杆（6）和锁紧球（7）活动安装有射流元件（3），射流元件（3）的下端端头圆周上设置有花键（9），与花键（9）对应的下接头（5）内壁上设置有键槽，射流元件（3）通过花键（9）和键槽的配合与下接头（5）键连接。

2.根据权利要求1所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的射流元件（3）呈甲字状的圆柱体，由两个半圆柱体通过螺栓（10）相互紧固构成，两个半圆柱体对应的端面上分别设置有射流槽（11），射流槽（11）上方设置有装配凹槽（12）,装配凹槽（12）通过连通槽（13）与射流槽（11）连通；装配凹槽（12）的圆周上均布有安装孔（14），安装孔（14）内螺纹安装有锁紧杆（6），锁紧杆（6）的端头活动安装有锁紧球（7）。

3.根据权利要求2所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的锁紧杆（6）对应的中心管（8）圆周上设置有环槽（15），锁紧杆（6）通过锁紧球（7）与环槽（15）滑动连接。

4.根据权利要求2所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的射流槽（11）由对称设置且相互连通的D形环槽（16）构成， D形环槽（16）之间设置劈尖（17），劈尖（17）两侧的D形环槽（16）内分别设置有C形振荡腔（18），C形振荡腔（18）分别与其对应的D形环槽（16）连通。

5.根据权利要求2所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的连通槽（13）呈V型。

6.根据权利要求4所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的D形环槽（16）上分别径向设置有出口（19）。

7.根据权利要求6所述的射流振荡双向冲击器，其特征在于：所述的出口（19）在射流元件（3）上呈错位设置。

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