CN215927249U - 一种钻井提速工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井提速工具，包括外筒，所述外筒内部为中空结构，还包括防堵机构、射流机构、冲击机构、提速机构以及缓冲机构，防堵机构位于所述外筒上部内侧，射流机构位于所述外筒内侧中部且与防堵机构相邻设置，冲击机构位于所述外筒内侧下部且其下部凸出于所述外筒，提速机构位于冲击机构内侧上部，缓冲机构位于冲击机构内侧且位于提速机构下方，本实用新型的有益效果是设有防堵机构，可以增强各机构之间的配合精度，从而有效防止钻井过程中各机构之间出现堵塞卡死的现象，设有射流机构与提速机构配合，可以提升冲击机构在钻井过程中的冲击速度，从而提升钻井效率，设有缓冲机构，可以对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲。

Description

一种钻井提速工具

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其是涉及一种钻井提速工具。

背景技术

在现有技术中，随着石油资源的不断消耗，目前油气勘探开采向着纵深发展，但深地层岩石硬度变大、耐磨性强、环境复杂，对油气开采充满着巨大挑战。钻头在钻进高硬度地层或岩石地层时，钻头会出现扭矩不足而无法进行破碎的情况，此时钻柱发生扭转，储存弹性势能，直至钻头克服钻井阻力，钻柱中的能量瞬间释放，导致钻柱与钻头剧烈振动突然加速，易造成钻头损坏以及井下钻具疲劳失效，同时井下钻柱变形和憋钻会造成能量浪费。钻头的“粘滑”现象会导致钻柱扭转振荡，导致钻进过程不稳定，且钻头的吃入深度不够。特别地，当钻遇软硬交替及非均质性地层时钻头会发生剧烈的不规则振动，从而造成复合切削片崩齿，导致钻头失效，减少了钻头的使用寿命，对于钻头和钻具造成巨大的损害，极易诱发井下事故。此外，钻头的不规则振动还会导致机械钻速慢，进而降低钻头的破岩效率。

申请号为：201910642665.5的中国发明专利公开了一种钻井提速工具，包括：圆筒状的外壳；同心布置在所述外壳内的支撑套，所述支撑套包括供钻井液从中流过的中心通道，在所述支撑套内设有喷嘴，从而将钻井液分成高压钻井液和低压钻井液；轴向冲击机构，其包括依次顺序套设在所述支撑套上的换向锤连接筒、扭转冲击锤连接筒以及用于提供轴向冲击力的轴向冲击锤，其中，在所述轴向冲击锤的轴向两端形成有第一轴向液腔和第二轴向液腔，所述换向锤连接筒和所述扭转冲击锤连接筒能够相对转动。然而该种钻井提速工具结构较为复杂，各机构之间的配合精度无法得到保障，在钻井过程中各机构之间可能会出现堵塞卡死的现象，其无法保证钻井工具的冲击频率保持规律，无法对冲击机构进行缓冲，导致冲击过程中钻井工具可能出现较大损伤，降低设备的使用寿命，实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种钻井提速工具。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：

一种钻井提速工具，包括外筒，所述外筒内部为中空结构，还包括用于防止各部件之间堵塞卡死的防堵机构、用于为提速机构提供动力的射流机构、用于在钻进过程中进行冲击动作的冲击机构、用于将射流机构提供的动力转换为扭力并对冲击机构进行提速的提速机构以及用于对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲的缓冲机构，防堵机构位于所述外筒上部内侧，射流机构位于所述外筒内侧中部且与防堵机构相邻设置，冲击机构位于所述外筒内侧下部且其下部凸出于所述外筒，提速机构位于冲击机构内侧上部，缓冲机构位于冲击机构内侧且位于提速机构下方。

防堵机构包括防堵塞以及防堵环，所述防堵塞设置在所述外筒上部且与所述外筒内壁上部螺纹连接，所述防堵环设置在所述防堵塞与所述外筒之间，所述防堵塞周部设置为台阶状用于与所述外筒卡接，所述防堵塞中部设有进液孔，进液孔贯穿所述防堵塞。

射流机构包括射流定位块以及射流喷头，所述射流定位块设置在所述外筒内侧中部且与所述外筒插接，所述射流定位块位于防堵塞下方，所述射流定位块内部为中空结构，所述射流喷头设置在所述射流定位块内侧且与所述射流定位块插接，所述射流喷头的输出端向下设置，所述射流喷头的输入端与防堵塞上的进液孔连通。

还包括定位凸起以及定位槽，所述定位凸起设置在所述射流定位块内侧中部且与所述射流定位块固定连接，所述定位槽对应所述定位凸起设置在所述射流喷头中部外侧，所述定位槽环设在所述射流喷头中部，所述射流定位块与所述射流喷头通过所述定位凸起与所述定位槽卡接。

冲击机构包括冲击头以及冲击垫块，所述冲击头设置在所述外筒内侧下部且与所述外筒插接，所述冲击头的下部凸出于所述外筒，所述冲击头的内部为中空结构，所述冲击垫块设置在所述冲击头与所述外筒连接处且与所述外筒内侧底部固定连接，所述冲击头与所述冲击垫块连接处对应设置为斜面，所述冲击头与所述冲击垫块连接处的斜面贴合设置，所述冲击头的下部设置为倒台阶状。

提速机构包括提速块以及提速导流筋，所述提速块设置在冲击头内侧上部且与所述冲击头卡接，所述提速块中部贯穿设有导流通道，所述提速导流筋有若干个，若干个所述提速导流筋呈螺旋状设置在所述提速块内部的导流通道内，所述提速导流筋与所述提速块固定连接。

还包括连接卡块以及连接卡槽，所述连接卡块有两个，两个所述连接卡块对称设置在所述提速块中部两侧且与所述提速块固定连接，所述连接卡槽对应两个所述连接卡块有两个，两个所述连接卡槽对称设置在冲击头内侧上部，所述提速块与冲击头通过所述连接卡块与所述连接卡槽卡接，所述连接卡块可沿着所述连接卡槽滑动。

缓冲机构包括缓冲基座、缓冲块、缓冲柱以及缓冲弹簧，所述缓冲块有两组，所述缓冲基座设置在冲击头内侧下部且与冲击头插接，所述缓冲基座中部断开，每组所述缓冲块由并列相对设置的两个缓冲块组成，两个缓冲块之间留有空隙，缓冲块内部为中空结构，两组所述缓冲块并排设置在所述缓冲基座中部断开处的两侧且与所述缓冲基座嵌入连接，且两组所述缓冲块的两端均与所述缓冲基座固定连接，所述缓冲柱有两个，两个所述缓冲柱分别设置在两组所述缓冲块中部留有空隙处且其下端与位于下方的缓冲块固定连接，所述缓冲弹簧有两个，两个所述缓冲弹簧分别套设在两个所述缓冲柱外侧且其两端分别与对应的每组所述缓冲块固定连接。

所述缓冲基座内部设有流体通道，所述缓冲基座的流体通道与提速块的导流通道以及冲击头下部的输出端均连通。

还包括分隔环，所述分隔环设置在射流定位块与冲击头之间，所述分隔环位于所述外筒内侧中部且位于射流机构与冲击机构之间。

本实用新型的有益效果是：

结构简单，设有防堵机构，可以增强各机构之间的配合精度，从而有效防止钻井过程中各机构之间出现堵塞卡死的现象，设有射流机构与提速机构配合，可以通过扭力转换的方式提升冲击机构在钻井过程中的冲击速度，从而提升钻井效率，并且保证冲击频率规律，冲击效果好，设有缓冲机构，可以对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲，避免在扭力转换的过程中对部件造成较大损伤，提升设备使用寿命，实用性强，设备中各部件之间才有分体式的组合方式，便于对设备进行拆装维修。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型提速块与提速导流筋配合示意图；

图3是本实用新型缓冲块、缓冲柱以及缓冲弹簧配合示意图。

图中：1、外筒；2、防堵塞；3、防堵环；4、射流定位块；5、射流喷头；6、定位凸起；7、定位槽；8、冲击头；9、冲击垫块；10、提速块；11、提速导流筋；12、连接卡块；13、连接卡槽；14、缓冲基座；15、缓冲块；16、缓冲柱；17、缓冲弹簧；18、分隔环。

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，

一种钻井提速工具，包括外筒1，外筒1内部为中空结构，还包括用于防止各部件之间堵塞卡死的防堵机构、用于为提速机构提供动力的射流机构、用于在钻进过程中进行冲击动作的冲击机构、用于将射流机构提供的动力转换为扭力并对冲击机构进行提速的提速机构以及用于对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲的缓冲机构，防堵机构位于外筒1上部内侧，射流机构位于外筒1内侧中部且与防堵机构相邻设置，冲击机构位于外筒1内侧下部且其下部凸出于外筒1，提速机构位于冲击机构内侧上部，缓冲机构位于冲击机构内侧且位于提速机构下方，本实用新型整体结构示意图如图1所示。

防堵机构包括防堵塞2以及防堵环3，防堵塞2设置在外筒1上部且与外筒1内壁上部螺纹连接，防堵环3设置在防堵塞2与外筒1之间，防堵塞2周部设置为台阶状用于与外筒1卡接，防堵塞2中部设有进液孔，进液孔贯穿防堵塞2，防堵机构通过防堵塞2以及防堵环3配合，与外筒1内部的部件抵接，从而提升各机构之间的配合精度，其中，防堵塞2用于与外筒1内部的部件抵接，防堵环3用于提升防堵塞2与外筒1之间的配合精度，防止防堵塞2与外筒1之间的连接松动。

射流机构包括射流定位块4以及射流喷头5，射流定位块4设置在外筒1内侧中部且与外筒1插接，射流定位块4位于防堵塞2下方，射流定位块4内部为中空结构，射流喷头5设置在射流定位块4内侧且与射流定位块4插接，射流喷头5的输出端向下设置，射流喷头5的输入端与防堵塞2上的进液孔连通，射流机构通过射流定位块4以及射流喷头5配合，对冲击机构进行射流，从而为冲击机构提供冲击力，其中，射流定位块4用于对射流喷头5进行定位，射流碰头用于对冲击机构进行射流，从而为冲击机构提供冲击力。

还包括定位凸起6以及定位槽7，定位凸起6设置在射流定位块4内侧中部且与射流定位块4固定连接，定位槽7对应定位凸起6设置在射流喷头5中部外侧，定位槽7环设在射流喷头5中部，射流定位块4与射流喷头5通过定位凸起6与定位槽7卡接，其中，定位凸起6与定位槽7配合，将射流定位块4与射流喷头5进行定位。

冲击机构包括冲击头8以及冲击垫块9，冲击头8设置在外筒1内侧下部且与外筒1插接，冲击头8的下部凸出于外筒1，冲击头8的内部为中空结构，冲击垫块9设置在冲击头8与外筒1连接处且与外筒1内侧底部固定连接，冲击头8与冲击垫块9连接处对应设置为斜面，冲击头8与冲击垫块9连接处的斜面贴合设置，冲击头8的下部设置为倒台阶状，冲击机构通过冲击头8以及冲击垫块9配合，在射流机构的作用下，在钻井过程中对岩层进行冲击，其中，冲击头8用于在射流机构的作用下，在钻井过程中对岩层进行冲击，冲击垫块9用于与冲击头8配合，对冲击头8进行防护，防止冲击过程中冲击头8出现损伤。

提速机构包括提速块10以及提速导流筋11，提速块10设置在冲击头8内侧上部且与冲击头8卡接，提速块10中部贯穿设有导流通道，提速导流筋11有若干个，若干个提速导流筋11呈螺旋状设置在提速块10内部的导流通道内，提速导流筋11与提速块10固定连接，提速机构通过提速块10以及提速导流筋11配合，对射流喷头5喷入提速块10内的液流进行提速，并在液流的作用下，带动冲击机构转动，其中，提速块10用于在液流的作用下带动冲击机构转动，提速导流筋11用于对射流喷头5喷入提速块10内的液流进行提速，本实用新型提速块10与提速导流筋11配合示意图如图2所示。

还包括连接卡块12以及连接卡槽13，连接卡块12有两个，两个连接卡块12对称设置在提速块10中部两侧且与提速块10固定连接，连接卡槽13对应两个连接卡块12有两个，两个连接卡槽13对称设置在冲击头8内侧上部，提速块10与冲击头8通过连接卡块12与连接卡槽13卡接，连接卡块12可沿着连接卡槽13滑动，其中，连接卡块12与连接卡槽13配合，将提速块10与冲击头8进行连接。

缓冲机构包括缓冲基座14、缓冲块15、缓冲柱16以及缓冲弹簧17，缓冲块15有两组，缓冲基座14设置在冲击头8内侧下部且与冲击头8插接，缓冲基座14中部断开，每组缓冲块15由并列相对设置的两个缓冲块15组成，两个缓冲块15之间留有空隙，缓冲块15内部为中空结构，两组缓冲块15并排设置在缓冲基座14中部断开处的两侧且与缓冲基座14嵌入连接，且两组缓冲块15的两端均与缓冲基座14固定连接，缓冲柱16有两个，两个缓冲柱16分别设置在两组缓冲块15中部留有空隙处且其下端与位于下方的缓冲块15固定连接，缓冲弹簧17有两个，两个缓冲弹簧17分别套设在两个缓冲柱16外侧且其两端分别与对应的每组缓冲块15固定连接，缓冲机构通过缓冲基座14、缓冲块15、缓冲柱16以及缓冲弹簧17配合，对提速机构进行缓冲，从而为提速机构与冲击机构的连接提供缓冲，其中，缓冲基座14用于为缓冲块15提供安装支撑，缓冲块15嵌设在缓冲基座14中部，缓冲块15用于为缓冲柱16以及缓冲弹簧17提供安装支撑，缓冲柱16用于为缓冲块15提供支撑并防止两个缓冲块15卡死，对缓冲块15的行程进行限制，缓冲弹簧17用于为两个缓冲块15提供缓冲功能，每组缓冲5用于与缓冲基座14连接，从而通过缓冲基座14对提速机构进行缓冲，本实用新型缓冲块15、缓冲柱16以及缓冲弹簧17配合示意图如图3所示。

缓冲基座14内部设有流体通道，缓冲基座14的流体通道与提速块10的导流通道以及冲击头8下部的输出端均连通，其中，液体可通过流体通道、导流通道以及冲击头8下部的输出端排出。

还包括分隔环18，分隔环18设置在射流定位块4与冲击头8之间，分隔环18位于外筒1内侧中部且位于射流机构与冲击机构之间，其中，分隔环18用于将射流机构与冲击机构分隔开。

工作原理：

将射流喷头5的输入端与外部流体管路连通，进行钻井时，开启流体管路，射流喷头5喷出高压流体，高压流体进入提速块10内部，在提速导流筋11的作用下提速，并带动提速块10下降，与缓冲基座14的上端抵接，使每组缓冲块15中的两个缓冲块15之间的间隙缩小，同时在流体与提速导流筋11共同的作用下，提速块10转动，并通过连接卡块12与连接卡槽13带动冲击头8转动，冲击头8对岩层进行冲击，钻井过程中，若出现流体压力不稳定的情况时，缓冲机构对提速机构进行缓冲，防止部件由于压力不稳而出现损坏，钻井过程中，流体可通过各部件内侧的通道排出设备。

本实用新型的有益效果是结构简单，设有防堵机构，可以增强各机构之间的配合精度，从而有效防止钻井过程中各机构之间出现堵塞卡死的现象，设有射流机构与提速机构配合，可以通过扭力转换的方式提升冲击机构在钻井过程中的冲击速度，从而提升钻井效率，并且保证冲击频率规律，冲击效果好，设有缓冲机构，可以对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲，避免在扭力转换的过程中对部件造成较大损伤，提升设备使用寿命，实用性强，设备中各部件之间才有分体式的组合方式，便于对设备进行拆装维修。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井提速工具，包括外筒(1)，所述外筒(1)内部为中空结构，其特征在于，还包括用于防止各部件之间堵塞卡死的防堵机构、用于为提速机构提供动力的射流机构、用于在钻进过程中进行冲击动作的冲击机构、用于将射流机构提供的动力转换为扭力并对冲击机构进行提速的提速机构以及用于对提速机构与冲击机构之间的连接进行缓冲的缓冲机构，防堵机构位于所述外筒(1)上部内侧，射流机构位于所述外筒(1)内侧中部且与防堵机构相邻设置，冲击机构位于所述外筒(1)内侧下部且其下部凸出于所述外筒(1)，提速机构位于冲击机构内侧上部，缓冲机构位于冲击机构内侧且位于提速机构下方。

2.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，防堵机构包括防堵塞(2)以及防堵环(3)，所述防堵塞(2)设置在所述外筒(1)上部且与所述外筒(1)内壁上部螺纹连接，所述防堵环(3)设置在所述防堵塞(2)与所述外筒(1)之间，所述防堵塞(2)周部设置为台阶状用于与所述外筒(1)卡接，所述防堵塞(2)中部设有进液孔，进液孔贯穿所述防堵塞(2)。

3.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，射流机构包括射流定位块(4)以及射流喷头(5)，所述射流定位块(4)设置在所述外筒(1)内侧中部且与所述外筒(1)插接，所述射流定位块(4)位于防堵塞(2)下方，所述射流定位块(4)内部为中空结构，所述射流喷头(5)设置在所述射流定位块(4)内侧且与所述射流定位块(4)插接，所述射流喷头(5)的输出端向下设置，所述射流喷头(5)的输入端与防堵塞(2)上的进液孔连通。

4.如权利要求3所述的一种钻井提速工具，其特征在于，还包括定位凸起(6)以及定位槽(7)，所述定位凸起(6)设置在所述射流定位块(4)内侧中部且与所述射流定位块(4)固定连接，所述定位槽(7)对应所述定位凸起(6)设置在所述射流喷头(5)中部外侧，所述定位槽(7)环设在所述射流喷头(5)中部，所述射流定位块(4)与所述射流喷头(5)通过所述定位凸起(6)与所述定位槽(7)卡接。

5.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，冲击机构包括冲击头(8)以及冲击垫块(9)，所述冲击头(8)设置在所述外筒(1)内侧下部且与所述外筒(1)插接，所述冲击头(8)的下部凸出于所述外筒(1)，所述冲击头(8)的内部为中空结构，所述冲击垫块(9)设置在所述冲击头(8)与所述外筒(1)连接处且与所述外筒(1)内侧底部固定连接，所述冲击头(8)与所述冲击垫块(9)连接处对应设置为斜面，所述冲击头(8)与所述冲击垫块(9)连接处的斜面贴合设置，所述冲击头(8)的下部设置为倒台阶状。

6.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，提速机构包括提速块(10)以及提速导流筋(11)，所述提速块(10)设置在冲击头(8)内侧上部且与所述冲击头(8)卡接，所述提速块(10)中部贯穿设有导流通道，所述提速导流筋(11)有若干个，若干个所述提速导流筋(11)呈螺旋状设置在所述提速块(10)内部的导流通道内，所述提速导流筋(11)与所述提速块(10)固定连接。

7.如权利要求6所述的一种钻井提速工具，其特征在于，还包括连接卡块(12)以及连接卡槽(13)，所述连接卡块(12)有两个，两个所述连接卡块(12)对称设置在所述提速块(10)中部两侧且与所述提速块(10)固定连接，所述连接卡槽(13)对应两个所述连接卡块(12)有两个，两个所述连接卡槽(13)对称设置在冲击头(8)内侧上部，所述提速块(10)与冲击头(8)通过所述连接卡块(12)与所述连接卡槽(13)卡接，所述连接卡块(12)可沿着所述连接卡槽(13)滑动。

8.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，缓冲机构包括缓冲基座(14)、缓冲块(15)、缓冲柱(16)以及缓冲弹簧(17)，所述缓冲块(15)有两组，所述缓冲基座(14)设置在冲击头(8)内侧下部且与冲击头(8)插接，所述缓冲基座(14)中部断开，每组所述缓冲块(15)由并列相对设置的两个缓冲块(15)组成，两个缓冲块(15)之间留有空隙，缓冲块(15)内部为中空结构，两组所述缓冲块(15)并排设置在所述缓冲基座(14)中部断开处的两侧且与所述缓冲基座(14)嵌入连接，且两组所述缓冲块(15)的两端均与所述缓冲基座(14)固定连接，所述缓冲柱(16)有两个，两个所述缓冲柱(16)分别设置在两组所述缓冲块(15)中部留有空隙处且其下端与位于下方的缓冲块(15)固定连接，所述缓冲弹簧(17)有两个，两个所述缓冲弹簧(17)分别套设在两个所述缓冲柱(16)外侧且其两端分别与对应的每组所述缓冲块(15)固定连接。

9.如权利要求8所述的一种钻井提速工具，其特征在于，所述缓冲基座(14)内部设有流体通道，所述缓冲基座(14)的流体通道与提速块(10)的导流通道以及冲击头(8)下部的输出端均连通。

10.如权利要求1所述的一种钻井提速工具，其特征在于，还包括分隔环(18)，所述分隔环(18)设置在射流定位块(4)与冲击头(8)之间，所述分隔环(18)位于所述外筒(1)内侧中部且位于射流机构与冲击机构之间。

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