一种液动周向扭矩冲击发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种液动周向扭矩冲击发生器；属石油钻井工程中井下钻井提速工具领域。该冲击发生器包括壳头、壳体、筛管、循环启动器和节流塞。壳体内设有装配套装配套内装有撞击锤，撞击锤内装有筛管，筛管上通过筛管滑动轴承安装有循环启动器，撞击锤和循环启动器端口一侧安装有密封片，密封片与撞击锤和循环启动器端口紧密贴合；密封片与防掉块之间的壳体内通过定位套安装有除砂套，除砂套一侧的定位套内通过壳头滑动轴承装有节流塞。该冲击发生器通过撞击锤产生高频低幅的扭转冲击来提高机械钻速，并延长钻井工具的使用寿命。解决了现有矩冲击器结构设计不合理，从而导致钻具使用寿命短的问题。特别适用石油钻井使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液动周向扭矩冲击发生器；属石油钻井工程中井下钻井提速工具领域。
技术介绍
钻头在钻进过程中会不可避免的会出现粘滑振动，同时随着石油天然气勘探不断加大开发力度，尤其是页岩气的开发，水平井、深井及超深井在石油钻井中所占的比例越来越大，使得钻井难度不断提高，导致这一现象也越来越严重。而钻井过程中粘滑振动是常见的易造成钻具失效并导致机械钻速降低的重要因素，该现象在钻进深部硬地层时尤为明显。试验研究和理论表明，粘滑振动可通过施加于下部钻具的高频低幅地扭转冲击进行抑制。2000年之前，液动冲击钻井使用的液动冲击器均为轴向冲击器。2000年以来，许多机构都对扭力冲击钻井技术进行了研究和应用，其主要工具为扭力矩冲击器。但长期以来，该项技术不能被广泛地推广应用，其重要原因之一是扭力矩冲击器结构设计不合理，从而导致钻具的使用寿命短。尽管在有效工作时间内来看，钻井效率可提高30%，甚至成倍提高，但综合考虑钻井作业整体是不合适的，所以该技术的应用被严重地制约。如美国的Torkbuster扭转冲击发生器利用高速钻井液润轮带动锤体旋转敲击钻头连接短节,将扭转冲击能量传递给钻头。但Torkbuster扭转冲击发生器润轮部件多，易损坏,传递效率低(50?60%)，必须配备专用的PDC钻头，且技术垄断，只租不卖，服务费用昂贵。哈里伯顿公司的扭转装置利用钻井液带动叶轮旋转，控制旋转阀体导通流量，冲击2个封闭区域内的冲击块，对PDC钻头产生扭转冲击。但冲击锤采用分体式设计，转动惯量小，相同频率时冲击能量小，且分体设计不能保证扭转冲击同步，有冲击紊乱、起反作用的可能。西南石油大学公开的扭转冲击钻井提速工具，该扭转冲击钻井提速工具的防掉单元由防掉块、螺栓、弹簧和防掉槽组成。但该防掉装置的安装与拆卸不方便，并应用了弹簧等易损件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种便于安装和拆卸，在工作过程中通过产生高频低幅的扭转冲击，以提高机械钻速，并延长钻井工具使用寿命的液动周向扭矩冲击器。本专利技术的技术方案是: 一种液动周向扭矩冲击发生器，包括壳头、壳体、筛管、循环启动器和节流塞，其特征在于:壳体内设置有装配套，装配套一端的壳体端头设置有壳头，壳头上活动卡装有防掉块，壳头通过防掉块与壳体螺纹连接；装配套另一端的壳体端头设置有锥形口，壳头上设置有中心孔，装配套内装有撞击锤，撞击锤内装有筛管，筛管上通过筛管滑动轴承安装有循环启动器，撞击锤和循环启动器端口一侧的筛管上通过固定螺母安装有密封片，密封片与撞击锤和循环启动器端口紧密贴合；密封片与防掉块之间的壳体内通过定位套安装有除砂套，除砂套一侧的定位套内通过壳头滑动轴承装有节流塞，节流塞的一端与壳头的中心孔连接，节流塞的另一端延伸至筛管端口内；壳头的中心孔由节流塞和筛管与锥形口连通。所述的密封片的边缘设置有密封片通孔。所述的防掉块由两个半圆形的防掉体相互咬合而成，防掉块的外表圆周上设置有外螺纹；防掉块的内表面设置有限位键，壳头的外表圆周上与限位键对应状设置有限位键槽，防掉块通过限位键与限位键槽的配合活动安装在壳头上。所述的撞击锤5呈筒状，撞击锤5的外表圆周上对称状设置有截面呈凸字形的冲击银头30，冲击银头30之间的撞击银内壁圆周上对称状设直有启动银头29，冲击银头30两侧的撞击锤5上分别设置有撞击锤顺时针转动排液槽18和撞击锤逆时针转动排液槽19，启动锤头29两侧的撞击锤5上分别设置有循环启动器逆时针转动排液槽20和循环启动器顺时针转动排液槽21。所述的筛管呈管状体，筛管的圆周上螺旋状设置有侧流槽39，侧流槽一侧的筛管圆周上均布有排流孔40。所述的循环启动器呈筒状，循环启动器的圆周上呈对称状设置有设置有凸块，对称状的凸块上交叉设置有撞击锤逆时针转动高压流道22和撞击锤顺时针转动高压流道23，凸块之间的循环启动器圆周上对称状设置有启动锤头槽16。所述的定位套为圆环状，定位套的圆周上均布有液流口 31。所述的节流塞呈T字状，节流塞上设置有中心通孔33，节流塞的圆周上设置有液流侧孔32，液流侧孔32与中心通孔33连通。所述的装配套呈筒状，装配套的外表圆周上对称状设置有循环启动器顺时针转动导流槽28和循环启动器逆时针转动导流槽40，循环启动器顺时针转动导流槽28和循环启动器逆时针转动导流槽40上分别设置有导流孔27 ;装配套4的圆周内壁上对称状设置有泄流槽26，泄流槽26之间的装配套4内壁上对称状设置有冲击锤头槽34。本专利技术的优点在于: (1)、该液动周向扭矩冲击发生器通过除砂套，可使钻井液流经节流塞侧向通道并流入导流槽时会被除去添加剂和重晶石等砂粒，可避免因砂粒沉积而失效； (2)该液动周向扭矩冲击发生器通过撞击锤的双冲击锤头，在产生同等冲击功的条件下可提高冲击元件的使用寿命； (3)该液动周向扭矩冲击发生器撞击锤的双冲击锤头对称分布，同时冲击时可避免加剧下部钻具的涡动， (4)该液动周向扭矩冲击发生器的防掉块易于装配和拆卸且安全性高，同时无弹簧等易损件，使用寿命闻。【附图说明】图1为本专利技术的剖视结构示意图； 图2为图1的A-A向的剖视结构示意图； 图3为本专利技术的撞击锤的结构示意图； 图4为本专利技术的撞击锤的截面结构示意图； 图5为本专利技术的筛管的结构示意图； 图6为本专利技术的循环启动器的结构示意图； 图7为本专利技术的循环启动器的截面结构示意图； 图8为本专利技术的定位套结构示意图； 图9为本专利技术的节流塞的结构示意图； 图10为本专利技术的装配套的结构示意图； 图11为本专利技术的装配套的截面结构示意图； 图12为图1的B-B向的剖视结构示意图； 图13为图1的C-C向的剖视结构示意图； 图14为本专利技术的启动器逆时针转动的原理示意图； 图15为本专利技术的启动器顺时针转动的原理示意图。图中:1、壳头,2、防掉块,3、壳体,4、装配套,5、撞击锤,6、循环启动器,7、筛管,8、节流塞，9、除砂套，10、定位套，11、筛管滑动轴承，12、密封片，13、壳头滑动轴承，14、限位键，15、限位键槽，16、启动锤头槽，17、固定螺母，18、撞击锤顺时针转动排液槽，19、撞击锤逆时针转动排液槽，20、循环启动器逆时针转动排液槽,21、循环启动器顺时针转动排液槽，22、撞击锤逆时针转动高压流道，23、撞击锤顺时针转动高压流道，24、侧流槽，25、排流孔，26、泄流槽，27、导流孔，28、循环启动器顺时针转动导流槽，29、启动锤头，30、冲击锤头，31、液流口，32、液流侧孔，33、中心通孔，34、冲击锤头槽，35、锥形口，36、中心孔，37、公扣，38、母扣；39、密封片通孔，40、循环启动器逆时针转动导流槽。【具体实施方式】该液动周向扭矩冲击发生器包括壳头1、壳体3、筛管7、循环启动器6和节流塞8。壳体3内设置有装配套4。装配套4呈筒状，装配套4的外表圆周上对称状设置有循环启动器顺时针转动导流槽28和循环启动器逆时针转动导流槽40，循环启动器顺时针转动导流槽28和循环启动器逆时针转动导流槽40上分别设置有导流孔27 ;装配套4的圆周内壁上对称状设置有泄流槽26，泄流槽26之间的装配套4内壁上对称状设置有冲击锤头槽34。装配套4 一端的壳体3端头设置有壳头1，壳头I上活动卡装有防本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液动周向扭矩冲击发生器，包括壳头（1）、壳体（3）、筛管（7）、循环启动器（6）和节流塞（8），其特征在于：壳体（3）内设置有装配套（4），装配套（4）一端的壳体（3）端头设置有壳头（1），壳头（1）上活动卡装有防掉块（2），壳头（1）通过防掉块（2）与壳体（3）螺纹连接；装配套（4）另一端的壳体（3）端头设置有锥形口（35），壳头（1）上设置有中心孔（36），装配套（4）内装有撞击锤（5），撞击锤（5）内装有筛管（7），筛管（7）上通过筛管滑动轴承（11）安装有循环启动器（6），撞击锤（5）和循环启动器（6）端口一侧的筛管（7）上通过固定螺母（17）安装有密封片（12），密封片（12）与撞击锤（5）和循环启动器（6）端口紧密贴合；密封片（12）与防掉块（2）之间的壳体（3）内通过定位套（10）安装有除砂套（9），除砂套（9）一侧的定位套（10）内通过壳头滑动轴承（13）装有节流塞（8），节流塞（8）的一端与壳头（1）的中心孔（36）连接，节流塞（8）的另一端延伸至筛管（7）端口内；壳头（1）的中心孔（36）由节流塞（8）和筛管（7）与锥形口连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李美求，陈元，邢台，李宁，李海欣，曹宇，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42