一种水力振荡周向冲击器制造技术

本发明专利技术涉及的是一种水力振荡周向冲击器，这种水力振荡周向冲击器包括外壳接头、双母射流发生器、液动锤、传动短接；外壳接头下端旋入传动短接，双母射流发生器顶在外壳接头内，双母射流发生器的侧柱插入液动锤凹槽内并配合形成两个分流道的泄压流道，液动锤位于传动短接上部，外壳接头内壁具有环形凹槽和泄流通道，环形凹槽与双母射流发生器外壁上的返液出口相对应设置，传动短接设置有导流孔；双母射流发生器为具有中心流道的柱形体，挡块将中心流道分隔成左右两个分流道，压力反馈通道的入口、出口均与中心流道相通；液动锤上部有凹槽，在凹槽两侧留有开口，液动锤还具有对称的弧形凸台，传动短接有容纳弧形凸台的弧形腔。本发明专利技术不存在薄弱部位，寿命长，冲击效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种水力振荡周向冲击器
本专利技术涉及一种石油行业中应用于中硬到硬地层的钻井用工具，具体涉及一种水力振荡周向冲击器。
技术介绍
在石油资源日益匮乏和需求急剧增大这两大因素的推动下，新区的勘探开发不断扩大，采油井的深度不断加深，钻遇地层越来越复杂，动力沿程损失大，液柱对井底的压持效应明显，钻井速度慢，工具易损坏，从而导致钻井周期加长，钻井成本变高，严重制约了油气田开发的进程。因此提高深井、超深井钻速是目前国内外各油田的迫切需要。当前，各类冲击器是提高深井机械钻速的主要井下动力工具。但是国内所应用到现场常规冲击器经常因较多的连接、活动件，形成易损、薄弱部位，存在寿命短的问题。同时中深井中所应用的钻头多为PDC钻头，由于破岩时产生粘滑振动，PDC钻头经常过早失效。因此，研发新型工具迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水力振荡周向冲击器，这种水力振荡周向冲击器用于解决常规冲击器因连接、活动件多导致的寿命短、冲击效果不好的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水力振荡周向冲击器包括外壳接头、双母射流发生器、液动锤、传动短接；外壳接头下端旋入传动短接，双母射流发生器顶在外壳接头内，双母射流发生器的侧柱插入液动锤凹槽内并配合形成两个分流道的泄压流道，液动锤位于传动短接上部，外壳接头内壁具有环形凹槽和泄流通道，环形凹槽与双母射流发生器外壁上的返液出口相对应设置，泄流通道位于环形凹槽下面并且相通，传动短接设置有导流孔，导流孔一端与泄流通道下端相通，导流孔另一端与传动短接内腔相通；双母射流发生器为具有中心流道的柱形体，中心流道与外壳接头内腔相通，挡块嵌于中心流道的底部并从底部伸出，将中心流道分隔成左右两个分流道，挡块的两侧各设置一侧柱，双母射流发生器内部设置有左右两条压力反馈通道，每条压力反馈通道的外侧设置有返液出口，每条压力反馈通道的入口、出口均与中心流道相通，每个返液出口的一端均与中心流道相通，每个返液出口的另一端设置均在双母射流发生器外壁上；液动锤上部有凹槽，在凹槽两侧留有开口，两个开口方向相同，液动锤还具有对称的弧形凸台，传动短接上部具有容纳弧形凸台的弧形腔，液动锤凹槽的开口与弧形腔相通。上述方案中传动短接下端与钻头螺纹连接。上述方案中双母射流发生器的中心流道为瓶状的，压力反馈通道为圆形孔道，压力反馈通道的入口设置在瓶中下部靠近相对应的分流道，压力反馈通道的出口设置有瓶颈处，返液出口位于压力反馈通道的入口、出口之间，这样泄压效果好，压力反馈通道的入口位于瓶颈处，可将液流更容易地推向相对侧的分流道。上述方案中双母射流发生器由两个侧盖、两个侧柱、挡块、构成，挡块位于两个侧柱之间，两个侧盖将两个侧柱及挡块固定在中间，侧盖与侧柱相交处具有凹槽，返液出口设置在凹槽处的侧柱上，两个侧柱与挡块均比侧盖长，两个侧柱与挡块裸露在侧盖外呈山字形，挡块顶在液动锤凹槽的槽底上。上述方案中外壳接头是一个圆柱空心体，内腔上端为母接头，以与上部钻柱连接，中下端为二级收缩形式，第一收缩段放置双母射流发生器。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术充分地利用了水力能量，使钻头在旋转工作的同时产生周向振动，提高破岩效率。同时，周向运动也减小了粘滑振动对钻进的影响。冲击器没有冲锤、弹簧等中间缓冲储能装置，亦没有阀孔的关闭，不存在薄弱部位，因此寿命长，冲击效果好。2、本专利技术运用钻井液的残余压力工作，不需要额外补充能量。3、本专利技术结构简单，易于实现，成本较低，便于在油田现场的推广应用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是A-A剖面结构示意图；图3是本专利技术外壳接头剖面结构示意图；图4是本专利技术D-D剖面结构示意图；图5是本专利技术双母射流发生器剖面结构示意图；图6是本专利技术双母射流发生器立体图；图7是本专利技术液动锤结构俯视图；图8是本专利技术传动外壳结构示意图；图9是本专利技术F-F剖面结构示意图。图中：1.外壳接头；2.双母射流发生器；3.液动锤；4.挡块；5.传动短接；6.导流孔；7.凹槽；8.开口；9.弧形腔；10.泄流通道；11.环形凹槽；12.中心流道；13.分流道；14.压力反馈通道入口；15.返液出口；16.弧形凸台；17.压力反馈通道出口；18.侧柱；19.侧盖。具体实施方式下面对本专利技术作进一步的说明：这种水力振荡周向冲击器包括外壳接头1、双母射流发生器2、液动锤3、传动短接5；外壳接头1下端旋入传动短接5，双母射流发生器2顶在外壳接头1内，双母射流发生器2的侧柱18插入液动锤凹槽7内并配合形成两个分流道13的泄压流道，液动锤3位于传动短接5上部，外壳接头1内壁具有环形凹槽11和泄流通道10，环形凹槽11与双母射流发生器2外壁上的返液出口15相对应设置，泄流通道10位于环形凹槽11下面并且相通，传动短接5设置有导流孔6，导流孔6一端与泄流通道10下端相通，导流孔6另一端与传动短接5内腔相通，传动短接下端与钻头螺纹连接。外壳接头1是一个圆柱空心体，内腔上端为母接头，以与上部钻柱连接，中下端为二级收缩形式，第一收缩段放置双母射流发生器2。外壳接头1设有环形凹槽11，以使液体顺利流入泄流通道10，进而通过传动短接5侧壁导流孔6流入其内部，进而流入钻头。双母射流发生器2为具有中心流道12的柱形体，中心流道12与外壳接头1内腔相通，中心流道12在下部被分成左右两个分流道13，流道中设置有压力反馈路径，同时两侧设有导通的返液出口15，具体为：双母射流发生器2由两个侧盖19、两个侧柱18、挡块4构成，挡块4位于两个侧柱18之间，将中心流道12分隔成左右两个分流道13，两个侧盖19将两个侧柱18及挡块4固定在中间，两个侧柱18与挡块4均比侧盖19长，两个侧柱18与挡块4裸露在侧盖19外呈山字形，挡块4顶在液动锤凹槽7的槽底上，与液动锤3配合，形成两个流道的下游流道。双母射流发生器2内部设置有左右两条压力反馈通道，每条压力反馈通道的外侧设置有返液出口15，每条压力反馈通道入口14、压力反馈通道出口17均与中心流道12相通，每个返液出口15的一端均与中心流道12相通，侧盖19与侧柱18相交处具有凹槽，返液出口15的另一端设置在凹槽处的侧柱18上。双母射流发生器2的中心流道12为瓶状的，压力反馈通道为圆形孔道，压力反馈通道入口14设置在瓶中下部靠近相对应的分流道13，压力反馈通道出口17设置有瓶颈处，返液出口15位于压力反馈通道入口14、压力反馈通道出口17之间。液动锤3是一种能够周向旋转运动的构件，它的形状是一个截去两侧对称弧形体积的圆柱体，这样，使液动锤3具有对称的弧形凸台16，液动锤3上部有凹槽7，在凹槽7两侧留有开口8，两个开口8方向相同，即两个开口8设在同一侧；传动短接5上部具有容纳弧形凸台16的弧形腔9，液动锤凹槽7的开口8与弧形腔9相通。当钻井液从开口8流出时，会流入液动锤3弧形凸台16与传动外壳所组成的封闭空间时形成憋压，推动液动锤3的周向旋转，冲击传动短接5，进而带动传动短接5下面所接的钻头振动。液动锤凹槽7两侧的开口8为同一方向，以满足当钻井液从左流道流出时按一个方向旋转，从右流道流出时沿相反的方向旋转。如此实现传动外壳继而钻头的周向振动。传动短接5一方面容纳液动锤3，一方面起传递作用：将液动锤3冲击产生的周向振动和上部钻柱的扭矩传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力振荡周向冲击器，其特征在于：这种水力振荡周向冲击器包括外壳接头（1）、双母射流发生器（2）、液动锤（3）、传动短接（5）；外壳接头（1）下端旋入传动短接（5），双母射流发生器（2）顶在外壳接头（1）内，双母射流发生器（2）的侧柱（18）插入液动锤凹槽（7）内并配合形成两个分流道的泄压流道，液动锤（3）位于传动短接（5）上部，外壳接头（1）内壁具有环形凹槽（11）和泄流通道（10），环形凹槽（11）与双母射流发生器（2）外壁上的返液出口（15）相对应设置，泄流通道（10）位于环形凹槽（11）下面并且相通，传动短接（5）设置有导流孔（6），导流孔（6）一端与泄流通道（10）下端相通，导流孔（6）另一端与传动短接（5）内腔相通；双母射流发生器（2）为具有中心流道（12）的柱形体，中心流道（12）与外壳接头（1）内腔相通，挡块（4）嵌于中心流道（12）的底部并从底部伸出，将中心流道（12）分隔成左右两个分流道，挡块（4）的两侧各设置一侧柱（18），双母射流发生器（2）内部设置有左右两条压力反馈通道，每条压力反馈通道的外侧设置有返液出口（15），每条压力反馈通道入口（14）、压力反馈通道出口（17）均与中心流道（12）相通，每个返液出口（15）的一端均与中心流道（12）相通，每个返液出口（15）的另一端设置均在双母射流发生器（2）外壁上；液动锤（3）上部有凹槽（7），在凹槽（7）两侧留有开口（8），两个开口（8）方向相同，液动锤（3）还具有对称的弧形凸台（16），传动短接（5）上部具有容纳弧形凸台（16）的弧形腔（9），液动锤凹槽（7）的开口（8）与弧形腔（9）相通。...

【技术特征摘要】
1.一种水力振荡周向冲击器，其特征在于：这种水力振荡周向冲击器包括外壳接头（1）、双母射流发生器（2）、液动锤（3）、传动短接（5）；外壳接头（1）下端旋入传动短接（5），双母射流发生器（2）顶在外壳接头（1）内，双母射流发生器（2）的侧柱（18）插入液动锤凹槽（7）内并配合形成两个分流道的泄压流道，液动锤（3）位于传动短接（5）上部，外壳接头（1）内壁具有环形凹槽（11）和泄流通道（10），环形凹槽（11）与双母射流发生器（2）外壁上的返液出口（15）相对应设置，泄流通道（10）位于环形凹槽（11）下面并且相通，传动短接（5）设置有导流孔（6），导流孔（6）一端与泄流通道（10）下端相通，导流孔（6）另一端与传动短接（5）内腔相通；双母射流发生器（2）为具有中心流道（12）的柱形体，中心流道（12）与外壳接头（1）内腔相通，挡块（4）嵌于中心流道（12）的底部并从底部伸出，将中心流道（12）分隔成左右两个分流道，挡块（4）的两侧各设置一侧柱（18），双母射流发生器（2）内部设置有左右两条压力反馈通道，每条压力反馈通道的外侧设置有返液出口（15），每条压力反馈通道入口（14）、压力反馈通道出口（17）均与中心流道（12）相通，每个返液出口（15）的一端均与中心流道（12）相通，每个返液出口（15）的另一端设置均在双母射流发生器（2）外壁上；液动锤（3）上部有凹槽（7），在凹槽（7）两侧留有开口（8），两个开口（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，闫铁，纪照生，张立刚，皮彦夫，刘婉莹，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23