基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，包括：传压机构；钻进机构，部分设置在传压机构内，钻进机构与传压机构连接，且能够在传压机构内移动；弹性缓冲件，设置在传压机构内；其中，下压传压机构，弹性缓冲件将压力传递给钻进机构，同时传压机构还能带动钻进机构旋转，往复下压和上提传压机构能够实现对井底的冲击旋转钻进。基于本实用新型专利技术的技术方案，传压机构不仅能向钻进机构施加压力，还能带动钻进机构旋转。这样实现了旋转冲击钻井工具的冲击旋转钻进破岩的功能。与相关技术中的冲击钻井工具相比，增加了旋转破岩的功能，从而提高了旋转冲击钻井工具的钻进效率。从而提高了旋转冲击钻井工具的钻进效率。从而提高了旋转冲击钻井工具的钻进效率。

【技术实现步骤摘要】
基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具


[0001]本技术涉及石油钻井提速设备
，特别地涉及一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具。

技术介绍

[0002]目前，冲击钻井是利用顿钻钻机使钻杆和钻绳产生上下往复动作，从而带动在其下端的钻头对井底冲击破碎岩石的钻井方法。冲击钻井技术可在钻头上形成具有一定频率的冲击功，改变井底岩石的受力状态，结合硬质岩层本身抗冲击载荷能力差的特点，在间歇式冲击载荷作用下形成剪切破岩，并可使岩石表面的裂纹裂隙持续扩展，降低其机械强度，有利于提高破岩钻进的机械钻速、提高工作效率。
[0003]然而，相关技术中的冲击钻井工具受其自身结构的限制，其钻进效率很难提高。
[0004]以上也就是说，相关技术中的冲击钻井工具受其自身结构的限制导致其钻进效率很难提高的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，解决了冲击钻井工具受其自身结构的限制导致其钻进效率很难提高的问题。
[0006]本技术的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，包括：传压机构；钻进机构，部分设置在传压机构内，钻进机构与传压机构连接，且能够在传压机构内移动；弹性缓冲件，设置在传压机构与钻进机构之间形成的容纳腔；其中，下压传压机构，弹性缓冲件将压力传递给钻进机构，同时传压机构还能带动钻进机构旋转，往复下压和上提传压机构能够实现对井底的冲击旋转钻进。
[0007]在一个实施方式中，钻进机构与传压机构之间还设置有增压腔，增压腔与容纳腔不连通，通过向增压腔打压以下压钻进机构对井底进行冲击钻进。通过本实施方式，传压机构与钻进机构发生相对滑动时，这样使得增压腔内的钻井液产生周期性压力，并将水力能量通过钻进机构传递至钻头形成动载荷。水力能量产生的动载荷和碟簧传递的钻压相互耦合，形成冲击载荷，从而完成了钻柱振动能量和水力能量到冲击能量的转化，进而实现了井底钻头的旋转冲击破岩。
[0008]在一个实施方式中，传压机构包括：上接头，其一端与上部钻柱连接；外筒，一端与上接头的另一端连接；锁紧螺母，与外筒的另一端连接。
[0009]在一个实施方式中，锁紧螺母设置有环形限位台阶，用于防止钻进机构从传压机构内脱出。通过本实施方式，环形限位台阶具有防脱功能，防止钻进机构从传压机构内脱出，进而确保基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具能够正常地工作。
[0010]在一个实施方式中，钻进机构包括：承压组件；换向阀，套设在承压组件的外周上，换向阀上设有径向通孔；限位螺母，套设在承压组件的外周上，用于限定换向阀在承压组件上的轴向位置；拉绳，从径向通孔穿设出并同向缠绕在换向阀的外周上，拉绳的一端与环形
限位台阶的第一端连接，拉绳的另一端与环形限位台阶的第二端连接；其中，环形限位台阶的第一端与第二端相对于锁紧螺母的中心轴线对称设置。通过本实施方式，下压传压机构，拉绳拉紧，且同向缠绕贴紧在换向阀的外周面上，并产生一个让换向阀转动的旋转力，以使换向阀带动承压组件以及承压组件下方的钻头转动，上提传压机构，拉绳松开，不完全贴紧在换向阀的外周面上，再继续下压传压机构，拉绳拉紧，且同向缠绕贴紧在换向阀的外周面上，并产生一个让换向阀转动的旋转力，这样能够进一步地增加换向阀的转速，从而增加钻头的旋转速度。这样反复上提和下压传压机构实现了冲击钻井工具的旋转破岩功能。
[0011]在一个实施方式中，钻进机构包括吊环，吊环分别设置在环形限位台阶的第一端与第二端上。
[0012]在一个实施方式中，承压组件包括：承压杆，限位螺母和换向阀套设在承压杆的外周上；承压头，设置在承压杆靠近上接头的一端；承压头的上端与上接头的内壁限定出增压腔。
[0013]在一个实施方式中，钻进机构还包括下接头，下接头与承压杆远离上接头的一端连接。
[0014]在一个实施方式中，承压杆与外筒之间设置有容纳腔。
[0015]在一个实施方式中，传压机构还包括上承压座，上承压座固定在上接头内，上承压座内设置有凹槽，下压上接头，承压头抵接在凹槽内，以阻挡外部液体流入增压腔内。
[0016]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本技术的目的。
[0017]本技术提供的一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
[0018]传压机构不仅能向钻进机构施加压力，还能带动钻进机构旋转。这样实现了基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具的冲击旋转钻进破岩的功能。与相关技术中的冲击钻井工具相比，增加了旋转破岩的功能，从而提高了冲击钻井工具的钻进效率。弹性缓冲件用于减缓上部钻柱振动以及传递钻压，同时避免了钻进机构与井底岩石直接刚性接触，从而减少了基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具的内部振动，延长了基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具的使用寿命。
附图说明
[0019]在下文中将基于实施例并参考附图来对本技术进行更详细的描述。其中：
[0020]图1显示了本技术的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具的剖面结构示意图；
[0021]图2显示了图1中旋转冲击钻井工具B
‑
B处的剖面视图。
[0022]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
[0023]附图标记：
[0024]10、传压机构；11、上接头；12、外筒；13、锁紧螺母；131、环形限位台阶；14、上承压座；20、钻进机构；21、承压组件；211、承压杆；2111、传动键；212、承压头；22、换向阀；221、传动槽；222、径向通孔；23、限位螺母；24、拉绳；26、下接头；27、吊环；30、弹性缓冲件；40、增压腔；50、滚动轴承；60、容纳腔。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图对本技术作进一步说明。
[0026]需要说明的是，本申请中钻进机构20的底部连接有钻头。用于井底的破岩钻进。
[0027]如图1所示，本技术提供了一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其包括传压机构10、钻进机构20、弹性缓冲件30。其中，钻进机构20部分设置在传压机构10内，钻进机构20与传压机构10连接，且能够在传压机构10内移动；弹性缓冲件30设置在传压机构10和钻进机构之间形成的容纳腔60内；下压传压机构10，弹性缓冲件30将压力传递给钻进机构20，同时传压机构10还能带动钻进机构20旋转，往复下压和上提传压机构10能够实现对井底的冲击旋转钻进。
[0028]上述设置中，传压机构10不仅能向钻进机构20施加压力，还能带动钻进机构20旋转。这样实现了旋转冲击钻井工具的冲击旋转钻进破岩的功能。与相关技术中的冲击钻井工具相比，增加了旋转破岩的功能，从而提高了冲击钻井工具的钻进效率。
[0029]另外，弹性缓冲件30用于减缓上部钻柱振动以及传递钻压，同时避免了钻进机构20与井底岩石直接刚性接触，从而减少了旋转冲击钻井工具的内部振动，延长了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其特征在于，包括：传压机构；钻进机构，部分设置在所述传压机构内，所述钻进机构与所述传压机构连接，且能够在所述传压机构内移动；弹性缓冲件，设置在所述传压机构与所述钻进机构之间形成的容纳腔内；其中，下压所述传压机构，所述弹性缓冲件将压力传递给所述钻进机构，同时所述传压机构还能带动所述钻进机构旋转，往复下压和上提所述传压机构能够实现对井底的冲击旋转钻进。2.根据权利要求1所述的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其特征在于，所述钻进机构与所述传压机构之间还设置有增压腔，所述增压腔与所述容纳腔不连通，通过向所述增压腔打压以下压所述钻进机构对所述井底进行冲击钻进。3.根据权利要求2所述的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其特征在于，所述传压机构包括：上接头，其一端与上部钻柱连接；外筒，一端与所述上接头的另一端连接；锁紧螺母，与所述外筒的另一端连接。4.根据权利要求3所述的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其特征在于，所述锁紧螺母设置有环形限位台阶，用于防止所述钻进机构从所述传压机构内脱出。5.根据权利要求4所述的基于钻柱振动的旋转冲击钻井工具，其特征在于，所述钻进机构包括：承压组件；换向阀，套设在所述承压组件的外周上，所述换向阀上设有径向通孔；限位螺母，套设在所述承压组件的外周上，用于限定所述换向阀在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨栋，严都力，刘军，马文礼，黄飞飞，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：新型
国别省市：