CN217760856U - 一种新型轴向冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种新型轴向冲击器，包括外筒，所述外筒的内部设置有阀体、冲击块、密封盖、配流盘、轴承座、轴承盖、叶轮轴、叶轮、冲击块上部空间、冲击腔，所述叶轮轴的外表面通过滚动轴承安装在轴承座上，所述轴承座与阀体通过螺栓连接，所述叶轮轴的下端与配流盘通过花键连接，本实用新型的有益效果是，本装置在工作的过程中，通过阀体上的第一导流孔和第二导流孔形成钻井液的主要入口流道，且在第一导流孔和第二导流孔上方的管壁上设有供钻井液流出的溢流孔，同样，在冲击腔内部也设有供钻井液流出的泄压孔，在阀体的外壁，设有对称的阀体外壁突出块状体，其主要作用是为冲击器提供导流和为冲击腔提供高压钻井液的功能。

Description

一种新型轴向冲击器

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种新型轴向冲击器。

背景技术

在石油天然气钻井过程中，特别是在钻深井、超深井时出现的“粘滑”震动和在钻遇硬地层时出现的效率低下问题。传统的牙轮钻头和PDC钻头在钻井时，往往存在一定程度的“粘滑一卡钻”现象，会对钻头本身造成较大强度的磨损，影响钻头的工作寿命。但是轴向冲击器为钻头本身提供了除钻杆施加外的轴向冲击力，从侧面提高了钻头的机械钻速和牙齿的吃入深度。随着钻速和牙齿吃入深度的提高，其破岩效率大大提升。即使在较为坚硬的地层中工作时，其钻进效率也比常规钻进时要高出许多，导致起下钻的次数明显减少，节约了人工成本，提高了整个钻井工程的经济性。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种新型轴向冲击器，本实用新型是通过以下技术方案来实现的。

一种新型轴向冲击器，包括外筒，所述外筒的内部设置有阀体、冲击块、密封盖、配流盘、轴承座、轴承盖、叶轮轴、叶轮、冲击块上部空间、冲击腔，所述叶轮轴的外表面通过滚动轴承安装在轴承座上，所述轴承座与阀体通过螺栓连接，所述叶轮轴的下端与配流盘通过花键连接，所述配流盘安装在阀体内，所述叶轮轴带动配流盘旋转，所述冲击块滑动安装在阀体内部，所述轴承盖盖合在叶轮轴与轴承座之间，所述叶轮固定套接在叶轮轴上端。

进一步地，所述阀体与配流盘配合连接有第一导流孔与第二导流孔，所述第一导流孔与第二导流孔均为两个，两个第一导流孔与第二导流孔之间呈对称布置，所述配流盘在转动过程中，所述第一导流孔与第二导流孔会周期性的开闭，所述阀体的外壁设置有阀体外壁突出块状体。

进一步地，所述第一导流孔与第二导流孔的上方设置有四个溢流孔，所述冲击腔的内部设置有四个泄压孔。

进一步地，当所述冲击腔的与第一导流孔接通时，在高压钻井液作用下所述冲击块上移，直到高压钻井液与所述冲击腔内部的四个泄压孔接通，高压钻井液流出，所述冲击块上部空间被压缩，此时在所述配流盘的作用下，进入冲击腔的回路关闭，所述冲击块在上下压差和自身重力下开始向下移动与所述阀体碰撞产生轴向冲击，此时所述配流盘与阀体配合作用下钻井液未能完全排出的时候，钻井液会通过上方的所述溢流孔流出。

进一步地，冲击频率取决于所述叶轮的转动速度，可以通过改变叶轮的数量和倾角从而改变叶轮的转动速度，进而改变配流盘的转动速度，从而改变轴向冲击频率。

进一步地，所述冲击腔内壁底部的位置设置有冲击腔下端面台阶。

本实用新型的有益效果是，本装置在工作的过程中，轴向冲击器外筒上部被连接固定于钻杆，钻头被连接固定于冲击器外筒下部处，当上下部分均被连接固定后，轴向冲击器的内部空间将为各核心部件间的相互运动配合提供工作场所，从阀体、冲击块、密封盖、配流盘、轴承座、轴承盖、叶轮轴、叶轮依次排序连接，阀体上的第一导流孔和第二导流孔形成钻井液的主要入口流道，且在第一导流孔和第二导流孔上方的管壁上设有供钻井液流出的溢流孔，同样，在冲击腔内部也设有供钻井液流出的泄压孔，在阀体的外壁，设有对称的阀体外壁突出块状体，其主要作用是为冲击器提供导流和为冲击腔提供高压钻井液的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本实用新型所述一种新型轴向冲击器的剖面示意图；

图2：本实用新型所述阀体的结构示意图；

图3：本实用新型图2的剖面图；

图4：本实用新型所述配流盘的结构示意图；

图5：本实用新型所述轴承座的结构示意图；

图6：本实用新型所述叶轮和叶轮轴的结构示意图。

附图标记如下：

1、外筒；2、阀体；21、第一导流孔；22、第二导流孔；23、溢流孔；24、泄压孔；25、冲击腔下端面台阶；26、阀体外壁突出块状体；3、冲击块；4、密封盖；5、配流盘；6、轴承座；7、轴承盖；8、叶轮轴；9、叶轮；10、冲击块上部空间；11、冲击腔。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-6所示，本实用新型具有以下具体实施例。

实施例：

一种新型轴向冲击器，包括外筒1，外筒1的内部设置有阀体2、冲击块3、密封盖4、配流盘5、轴承座6、轴承盖7、叶轮轴8、叶轮9、冲击块上部空间10、冲击腔11，叶轮轴8的外表面通过滚动轴承安装在轴承座6上，轴承座6与阀体2通过螺栓连接，叶轮轴8的下端与配流盘5通过花键连接，配流盘5安装在阀体2内，叶轮轴8带动配流盘5旋转，冲击块3滑动安装在阀体2内部，轴承盖7盖合在叶轮轴8与轴承座6之间，叶轮9固定套接在叶轮轴8上端。

通过采用上述技术方案，在使用装置时，轴向冲击器外筒1上部被连接固定于钻杆，钻头被连接固定于冲击器外筒1下部处，当上下部分均被连接固定后，轴向冲击器的内部空间将为各核心部件间的相互运动配合提供工作场所，从阀体2、冲击块3、密封盖4、配流盘5、轴承座6、轴承盖7、叶轮轴8、叶轮9依次排序连接，阀体2上的第一导流孔21和第二导流孔22形成钻井液的主要入口流道，且在第一导流孔21和第二导流孔22上方的管壁上设有供钻井液流出的溢流孔23，同样，在冲击腔11内部也设有供钻井液流出的泄压孔24，在阀体2的外壁，设有对称的阀体外壁突出块状体26，其主要作用是为冲击器提供导流和为冲击腔11提供高压钻井液的功能。

具体的，阀体2与配流盘5配合连接有第一导流孔21与第二导流孔22，第一导流孔21与第二导流孔22均为两个，两个第一导流孔21与第二导流孔22之间呈对称布置，配流盘5在转动过程中，第一导流孔21与第二导流孔22会周期性的开闭，阀体2的外壁设置有阀体外壁突出块状体26。

具体的，第一导流孔21与第二导流孔22的上方设置有四个溢流孔23，冲击腔11的内部设置有四个泄压孔24。

具体的，当冲击腔11的与第一导流孔21接通时，在高压钻井液作用下冲击块3上移，直到高压钻井液与冲击腔11内部的四个泄压孔24接通，高压钻井液流出，冲击块上部空间10被压缩，此时在配流盘5的作用下，进入冲击腔11的回路关闭，冲击块3在上下压差和自身重力下开始向下移动与阀体2碰撞产生轴向冲击，此时配流盘5与阀体2配合作用下钻井液未能完全排出的时候，钻井液会通过上方的溢流孔23流出。

具体的，冲击频率取决于叶轮9的转动速度，可以通过改变叶轮9的数量和倾角从而改变叶轮9的转动速度，进而改变配流盘5的转动速度，从而改变轴向冲击频率。

具体的，冲击腔11内壁底部的位置设置有冲击腔11下端面台阶25。

通过采用上述技术方案，轴向冲击器通过外筒1上部与钻杆进行螺纹连接，通过外筒1下部与钻头进行螺纹连接，高压钻井液流经轴向冲击器上部分时，高压钻井液会带动叶轮9旋转，叶轮轴8通过滚动轴承安装在轴承座6上，轴承座6与阀体2通过螺栓连接，高压钻井液经过叶轮9部分，再通过轴承座6开口部分进入阀体2。叶轮轴8下端与配流盘5通过花键连接，配流盘5被安装在阀体2内，叶轮轴8带动配流盘5旋转。阀体2与配流盘5配合的有第一导流孔21和第二导流孔22，其中两个第一导流孔21流进冲击腔11，另外两个第二导流孔22为钻井液流出孔，四个导流孔为两个一组，呈对称布置，在配流盘5转动过程中，两组第一导流孔21和第二导流孔22会周期性的开闭。当流进冲击腔11的一组第一导流孔21接通，在高压钻井液作用下冲击块3上移，直到高压钻井液与冲击腔11的四个泄压孔24接通，高压钻井液流出，同时冲击块上部空间10被压缩，此时在配流盘5的作用下，进入冲击腔11的回路关闭，冲击块3在上下压差和自身重力下开始向下移动和阀体2碰撞产生轴向冲击。在第一导流孔21和第二导流孔22上方还设置有四个溢流孔23，当配流盘5与阀体2配合作用下钻井液未能完全排出的时候，钻井液会通过上方的溢流孔23流出。通过配流盘5与阀体2的配合，进入冲击腔11的回路会周期性的开闭，会造成冲击块3周期性的上下移动，从而造成周期性的轴向冲击。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种新型轴向冲击器，包括外筒(1)，其特征在于：所述外筒(1)的内部设置有阀体(2)、冲击块(3)、密封盖(4)、配流盘(5)、轴承座(6)、轴承盖(7)、叶轮轴(8)、叶轮(9)、冲击块上部空间(10)、冲击腔(11)，所述叶轮轴(8)的外表面通过滚动轴承安装在轴承座(6)上，所述轴承座(6)与阀体(2)通过螺栓连接，所述叶轮轴(8)的下端与配流盘(5)通过花键连接，所述配流盘(5)安装在阀体(2)内，所述叶轮轴(8)带动配流盘(5)旋转，所述冲击块(3)滑动安装在阀体(2)内部，所述轴承盖(7)盖合在叶轮轴(8)与轴承座(6)之间，所述叶轮(9)固定套接在叶轮轴(8)上端。

2.根据权利要求1所述的一种新型轴向冲击器，其特征在于：所述阀体(2)与配流盘(5)配合连接有第一导流孔(21)与第二导流孔(22)，所述第一导流孔(21)与第二导流孔(22)均为两个，两个第一导流孔(21)与第二导流孔(22)之间呈对称布置，所述配流盘(5)在转动过程中，所述第一导流孔(21)与第二导流孔(22)会周期性的开闭，所述阀体(2)的外壁设置有阀体外壁突出块状体(26)。

3.根据权利要求2所述的一种新型轴向冲击器，其特征在于：所述第一导流孔(21)与第二导流孔(22)的上方设置有四个溢流孔(23)，所述冲击腔(11)的内部设置有四个泄压孔(24)。

4.根据权利要求3所述的一种新型轴向冲击器，其特征在于：当所述冲击腔(11)的与第一导流孔(21)接通时，在高压钻井液作用下所述冲击块(3)上移，直到高压钻井液与所述冲击腔(11)内部的四个泄压孔(24)接通，高压钻井液流出，所述冲击块上部空间(10)被压缩，此时在所述配流盘(5)的作用下，进入冲击腔(11)的回路关闭，所述冲击块(3)在上下压差和自身重力下开始向下移动与所述阀体(2)碰撞产生轴向冲击，此时所述配流盘(5)与阀体(2)配合作用下钻井液未能完全排出的时候，钻井液会通过上方的所述溢流孔(23)流出。

5.根据权利要求1所述的一种新型轴向冲击器，其特征在于：冲击频率取决于所述叶轮(9)的转动速度，可以通过改变叶轮(9)的数量和倾角从而改变叶轮(9)的转动速度，进而改变配流盘(5)的转动速度，从而改变轴向冲击频率。

6.根据权利要求1所述的一种新型轴向冲击器，其特征在于：所述冲击腔(11)内壁底部的位置设置有冲击腔下端面台阶(25)。

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