CN2866785Y - 转阀式液动冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转阀式液动冲击器，主要解决硬岩地层钻进速度慢、以往冲击器使用寿命短，不适应长时间井下工作的问题。本实用新型采用新型的转阀结构，即：通过螺杆马达驱动阀体转动配流，将高压液流交替输入冲锤活塞上下腔内，从而使活塞带动冲锤实现往复冲击；阀体、活塞和冲锤的中心均设有可调式中空的分流流道，以适应不同泵量的要求；该冲击器主要应用地质、石油、水井钻探及大口径工程施工钻井等技术领域。

Description

转阀式液动冲击器

技术领域

本实用新型涉及一种转阀式液动冲击器，用于冲击回转钻进方法，主要应用于地质钻探、水井钻探、石油钻井等工程领域，特别适用于大直径基岩钻孔作业。

背景技术

在油气井的勘探和开发施工中，旋冲钻进技术是解决硬岩钻进最有效的方法，目前旋冲钻进是国内外竞相研究的前沿技术，该技术的核心问题是冲击器。由于石油钻井大多为全面钻进、孔深、连续钻进时间长，虽然以往的冲击器在地质钻探或浅井施工中得到了很好的应用，但由于受各种因素限制，冲击器的使用寿命都相对较短，不能在较长的工况下稳定地工作，致使旋冲钻进技术一直没有得到很好的应用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种与传统冲击器结构不同的新型冲击器，即转阀式液动冲击器，该冲击器通过井底马达驱动冲击器转阀旋转，将高压液流交替输入活塞上、下腔，使活塞往复运动，从而带动冲锤往复冲击。该结构冲击器有利于提高冲击器的工作稳定性和提高冲击器的使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种转阀式液动冲击器，由转阀配流机构、中空分流机构、缓冲机构、提钻防“空打”机构等部件组成，砧子4通过花键穿过花键套3并用丝扣与下接头1连接；冲锤6与砧子4之间的距离通过更换调整垫片2而改变，花键套3、下接头5、下外管接头7、中外管18、上外管接头23、上外管24、上接头27等依次通过API标准丝扣连接，构成冲击器的外壳；活塞12与冲锤6通过锥面连接构成冲击机构，锥面锥角为10～12℃，活塞12的特征是中空的，中心直径在40～50mm；配水阀17与螺杆马达25通过马达接头21以插接的方式连接起来构成旋转配流机构，马达接头21与配水阀17插接后间隙保持在1～3毫米；缸体13内依次镶嵌硬质合金缸套15、14、11，缸体压盖8镶嵌压盖缸套9，构成缸体补强结构；悬挂接头26悬挂于上外管24内台阶上，上接头27与上外管24丝扣连接，并压紧悬挂接头26，构成悬挂结构；悬挂接头26通过丝扣悬挂螺杆马达25；配流阀17与分流喷嘴16通过丝扣联接，喷嘴的大小可调，喷嘴的直径范围为10～16mm。在冲击器的中心设有中空分流保护通道，配流阀17通过分流喷嘴16、活塞12的中心孔、冲锤6的泄流口始终保持流通状态。

所述的转阀式液动冲击器，所述转阀配流机构的结构为插接接头21，上部与螺杆马达25以丝扣连，而下部与转阀17是通过插接方式连接，插接后间隙保持在1～3毫米，其特征在于转阀17的旋转是由螺杆马达25带动的；

所述的转阀式液动冲击器，所述的中空分流机构，其配流阀17、硬质合金喷嘴16、活塞12、冲锤6的中心结构是中空的，并始终是处于连通状态的；

所述的转阀式液动冲击器，所述的缓冲机构，活塞12的上台阶与缸体13的内孔构成封闭腔室，工作时腔体内形成水垫如同液体弹簧一样起到缓冲作用；

所述的转阀式液动冲击器，所述的提钻防“空打”机构，活塞12与缸体13为滑动连接，同时通过锥面和冲锤6连接，连接锥角为10～12℃，砧子4通过花键穿过花键套3并用丝扣与下接头1连接，当提钻时下接头与砧子一起向下滑动，致使冲锤6带动活塞也向下滑动，打开缸体上的泄水通道，预防冲击器“空打”。

本实用新型的有益效果是：①采用螺杆马达带动冲击器配流阀转动，即使配流阀因磨损间隙变大，也能正常转动，强化配流阀的工作，保证对冲锤活塞上下腔的正常配流，而传统冲击器工作阀往往因间隙磨损过大而不能正常工作；②缸体内镶嵌硬质合金套增加缸体的耐磨性；③在冲击器结构中心开有中空分流保护通道保证钻进过程中形成稳定的循环，即使冲击器出现故障也不致影响钻进过程的正常进行；④泄流通道采用活动喷嘴，可根据泵量大小调节喷嘴的大小；

本实用新型的转阀式液动冲击器的工作寿命和稳定性得到提高，可提高纯钻进时间的利用率，减少辅助作业时间，可适用于长时间的井下工作，提高钻进效率，降低钻探成本；冲击器中心部位开有泄流通道，即使冲击器出现故障也不致影响正常的钻进生产。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本实用新型中，砧子4通过花键穿过花键套3并用丝扣与下接头1连接，构成承冲机构；冲锤6与砧子4之间的距离通过更换调整垫片2而改变，花键套3、下接头5、下外管接头7、中外管18、上外管接头23、上外管24、上接头27等依次通过API标准丝扣连接，构成冲击器的外壳；活塞12与冲锤6通过锥面连接构成冲击机构，锥面锥角为10～12℃，活塞12的特征是中空的，中心直径在40～50mm；配水阀17与螺杆马达25通过马达接头21以插接的方式连接起来构成旋转配流机构，马达接头21与配水阀17插接后间隙保持在1～3毫米；缸体13内依次镶嵌硬质合金缸套15、14、11，缸体压盖8镶嵌压盖缸套9，构成缸体补强结构；悬挂接头26悬挂于上外管24内台阶上，上接头27与上外管24丝扣连接，并压紧悬挂接头26，构成悬挂结构；悬挂接头26通过丝扣悬挂旋转配流机构，当配水阀17的出水口a转到右侧位置，液流与活塞12的上腔相通，液力推动活塞12下行冲击，活塞下腔的水则通过左侧通道，经b口流入中心泄流通道；相反，当配水阀17的a口转到左侧时，液流与活塞12的下腔相通，液力推动活塞上升，与此同时配流阀的b口与活塞的上腔相通，上腔的水经b口流入中心通道泄流；配流阀17与分流喷嘴16通过丝扣联接，喷嘴的大小可调，喷嘴的直径范围为10～16mm。在冲击器的中心设有中空分流保护通道，配流阀17通过分流喷嘴16、活塞12的中心孔、冲锤6的泄流口等始终保持流通状态，即使冲击器不工作也不影响液流的循环，可保证正常的钻进生产。

Claims (5)

1、一种转阀式液动冲击器，由转阀配流机构、中空分流机构、缓冲机构、提钻防“空打”机构等部件组成，其特征在于：砧子(4)通过花键穿过花键套(3)并用丝扣与下接头(1)连接；冲锤(6)与砧子(4)之间的距离通过更换调整垫片(2)而改变，花键套(3)、下接头(5)、下外管接头(7)、中外管(18)、上外管接头(23)、上外管(24)、上接头(27)等依次通过API标准丝扣连接，构成冲击器的外壳；活塞(12)与冲锤(6)通过锥面连接构成冲击机构，锥面锥角为10～12℃，活塞(12)的特征是中空的，中心直径在40～50mm；配水阀(17)与螺杆马达(25)通过马达接头(21)以插接的方式连接起来构成旋转配流机构，马达接头(21)与配水阀(17)插接后间隙保持在1～3毫米；缸体(13)内依次镶嵌硬质合金缸套(15)、(14)、(11)，缸体压盖(8)镶嵌压盖缸套(9)，构成缸体补强结构；悬挂接头(26)悬挂于上外管(24)内台阶上，上接头(27)与上外管(24)丝扣连接，并压紧悬挂接头(26)，构成悬挂结构；悬挂接头(26)通过丝扣悬挂螺杆马达(25)；配流阀(17)与分流喷嘴(16)通过丝扣联接，喷嘴的大小可调，喷嘴的直径范围为10～16mm，在冲击器的中心设有中空分流保护通道，配流阀(17)通过分流喷嘴(16)、活塞(12)的中心孔、冲锤(6)的泄流口始终保持流通状态。

2、根据权利要求1所述的转阀式液动冲击器，其特征在于：所述转阀配流机构的结构为插接接头(21)，上部与螺杆马达(25)以丝扣连，而下部与转阀(17)是通过插接方式连接，插接后间隙保持在1～3毫米，其特征在于转阀(17)的旋转是由螺杆马达(25)带动的。

3、根据权利要求1所述的转阀式液动冲击器，其特征在于：所述的中空分流机构，其配流阀(17)、硬质合金喷嘴(16)、活塞(12)、冲锤(6)的中心结构是中空的，并始终是处于连通状态的。

4、根据权利要求1所述的转阀式液动冲击器，其特征在于：所述的缓冲机构，其特征在于：活塞(12)的上台阶与缸体(13)的内孔构成封闭腔室，工作时腔体内形成水垫如同液体弹簧一样起到缓冲作用。

5、根据权利要求1所述的转阀式液动冲击器，其特征在于：所述的提钻防“空打”机构，活塞(12)与缸体(13)为滑动连接，同时通过锥面和冲锤(6)连接，连接锥角为10～12℃，砧子(4)通过花键穿过花键套(3)并用丝扣与下接头(1)连接，当提钻时下接头与砧子一起向下滑动，致使冲锤(6)带动活塞也向下滑动，打开缸体上的泄水通道，预防冲击器“空打”。

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