一种机械式复合冲击钻井提速工具制造技术

本发明专利技术涉及石油开发领域中井下钻井工具技术领域，是一种机械式复合冲击钻井提速工具，包括上壳体、下壳体、连接短节及钻头座，上壳体下端外侧与下壳体上端内侧连接，连接短节上端外侧与下壳体下端内侧连接。本发明专利技术结构合理而紧凑，使用方便，其与上部螺杆钻具密封连通，螺杆钻具高速旋转带动传动轴短节高速旋转，高压钻井液冲击作用下旋转并驱动冲击锤上下往复移动，冲击锤能下移顶抵撞击冲击装置，冲击装置能够向钻头座处传递轴向冲击载荷，使钻头座能够更快的破碎岩石。本工具结构简单，能够有效提高钻头使用寿命，减少井眼偏斜，具有安全、省力、简便、高效的特点。高效的特点。高效的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种机械式复合冲击钻井提速工具


[0001]本专利技术涉及石油开发领域中井下钻井工具
，是一种机械式复合冲击钻井提速工具。

技术介绍

[0002]近年来，虽然我国逐步加大了油气资源的勘探与开发，但是随着浅层油气资源的不断减少，导致勘探与开发量已经远远无法满足当前日益增加的油气需求量。因此，我国的油气勘探与开发不得不向更深、岩性更复杂的地层探索。
[0003]在深部硬地层钻井过程中，采用常规的旋转切削破岩的方式时，钻头时常会因为钻压的增大而停止转动，从而引起卡钻、井斜等现象，最终导致机械钻速低、钻时长。同时卡钻的出现也会使钻具扭矩增大，钻头出现粘滑振动现象，以上现象的出现，都将使钻头钻齿受到巨大的损坏，大大缩短了钻头的寿命和钻井效率。
[0004]为了提高硬质地层的机械钻井效率，降低钻井成本，研发新型钻井工具成为一种新的趋势。
[0005]从现场应用情况得出，冲击破岩是一种可以提高机械钻速的方法。该方法利用液动旋冲钻井技术，通过旋冲钻具内部的冲击装置产生高频率的冲击力，并将该冲击力传递给钻头，从而使钻头能够更加快速的破碎岩石。与传统常规钻井技术相比，该技术能够缓解钻头卡钻现象，提高机械转速。但是目前该类工具还存在着一定的不足，例如机械结构复杂、钻头使用寿命短等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种机械式复合冲击钻井提速工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决原有工具机械结构复杂、钻头使用寿命短等问题。
[0007]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种机械式复合冲击钻井提速工具，包括上壳体、下壳体、连接短节及钻头座，上壳体下端外侧与下壳体上端内侧连接，连接短节上端外侧与下壳体下端内侧连接，连接短节上端内侧设有下环台，上壳体内同轴套装有传动轴短节，传动轴短节上部外侧与上壳体内侧之间设有轴承总成，钻头座上端依次穿过下壳体和连接短节后与传动轴短节下端连接，钻头座上部外侧与下壳体内侧之间套装有冲击锤，钻头座下部外侧设有能使冲击锤上下往复移动的冲击装置。
[0008]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述轴承总成可包括动圈、动筒及静筒，传动轴短节外侧与上壳体内侧之间由内向外依次套装有动圈、动筒及静筒，传动轴短节与动圈之间、动圈与动筒之间及静筒与上壳体内壁之间均固定连接在一起。
[0009]上述冲击装置可包括上凸轮和下凸轮，上凸轮上端内侧与冲击锤下端外侧固定连接，上凸轮的底部间隔均布有多个凸齿，凸齿下端面和沿逆时针方向位于凸齿前方的上凸轮下侧面之间通过斜面过渡，下凸轮下端内侧与钻头底座外侧固定连接，下凸轮上端间隔
设有与凸齿相匹配的齿槽。
[0010]上述传动轴短节下端内侧壁可沿周向间隔均布有若干个开口向外的弧形第一凹槽，钻头座上端外侧壁沿周向设有与第一凹槽对应的第二凹槽，传动轴短节与钻头座通过设于第一凹槽和第二凹槽内的圆柱销固定连接。
[0011]上述传动轴短节下侧与上壳体下侧、冲击锤上侧、下壳体内侧壁和钻头座外侧壁之间可形成腔体，钻头座上部内壁沿周向间隔均布有若干个与腔体连通的进液口，下壳体内壁沿周向设有至少两条对称的滑动槽，冲击锤可在滑动槽内上下往复移动，对应冲击锤下方位置的钻头座中部外侧设有外环台。
[0012]上述对应上凸轮与下凸轮之间位置的下壳体内壁可沿周向均布有若干个内外连通的出液口。
[0013]本专利技术结构合理而紧凑，使用方便，其与上部螺杆钻具密封连通，螺杆钻具高速旋转带动传动轴短节高速旋转，高压钻井液冲击作用下旋转并驱动冲击锤上下往复移动，冲击锤能下移顶抵撞击冲击装置，冲击装置能够向钻头座处传递轴向冲击载荷，使钻头座能够更快的破碎岩石。本工具结构简单，能够有效提高钻头使用寿命，减少井眼偏斜，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
[0014]附图1为本专利技术的主视剖视结构示意图。
[0015]附图2为本专利技术中冲击装置的立体结构示意图。
[0016]附图3为附图1中A
‑
A处的剖视放大结构示意图。
[0017]附图中的编码分别为：1为上壳体，2为下壳体，3为连接短节，4为钻头座，5为传动轴短节，6动圈，7为动筒，8为静筒，9为上凸轮，10为下凸轮，11为凸齿，12为齿槽，13为斜面，14为圆柱销，15为腔体，16为冲击锤，17为进液口，18外环台，19为出液口。
具体实施方式
[0018]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0019]在本专利技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0020]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述：如附图1、2所示，该机械式复合冲击钻井提速工具包括上壳体1、下壳体2、连接短节3及钻头座4，上壳体1下端外侧与下壳体2上端内侧连接，连接短节3上端外侧与下壳体2下端内侧连接，连接短节3上端内侧设有下环台，上壳体1内同轴套装有传动轴短节5，传动轴短节5上部外侧与上壳体1内侧之间设有轴承总成，钻头座4上端依次穿过下壳体2和连接短节3后与传动轴短节5下端连接，钻头座4上部外侧与下壳体2内侧之间套装有冲击锤16，钻头座4下部外侧设有能使冲击锤16上下往复移动的冲击装置。
[0021]根据需求，上壳体1下端外侧与下壳体2上端内侧通过螺纹相连接，下壳体2下端内侧和连接短节3上端外侧通过螺纹相连接，钻头座4与传动轴短节5设有上下贯通的中心流
道。在使用过程中，本工具与上部螺杆钻具密封连通，螺杆钻具高速旋转带动传动轴短节5高速旋转，高压钻井液冲击作用下旋转并驱动冲击锤16上下往复移动，冲击锤16能下移顶抵撞击冲击装置，冲击装置能够向钻头座4处传递轴向冲击载荷，该工具结构简单，能够有效提高钻头使用寿命，减少井眼偏斜。其中下环台起到限位作用。
[0022]可根据实际需要，对上述机械式复合冲击钻井提速工具作进一步优化或/和改进：如附图1、2所示，轴承总成包括动圈6、动筒7及静筒8，传动轴短节5外侧与上壳体1内侧之间由内向外依次套装有动圈6、动筒7及静筒8，传动轴短节5与动圈6之间、动圈6与动筒7之间及静筒8与上壳体1内壁之间均固定连接在一起。
[0023]根据需求，所述传动轴短节5与动圈6之间、动圈6与动筒7之间及静筒8与上壳体1内壁之间的固定连接方式为过盈配合连接。在使用过程中，传动轴短节5可连同动圈6和动筒7在静筒8内转动。
[0024]如附图1、2所示，冲击装置包括上凸轮9和下凸轮10，上凸轮9上端内侧与冲击锤16下端外侧固定连接，上凸轮9的底部间隔均布有多个凸齿11，凸齿11下端面和沿逆时针方向位于凸齿11前方的上凸轮9下侧面之间通过斜面13过渡，下凸轮10下端内侧与钻头底座4外侧固定连接，下凸轮10上端间隔设有与凸齿11相匹配的齿槽12。
[0025]根据需求，上凸轮9与冲击锤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械式复合冲击钻井提速工具，其特征在于包括上壳体、下壳体、连接短节及钻头座，上壳体下端外侧与下壳体上端内侧连接，连接短节上端外侧与下壳体下端内侧连接，连接短节上端内侧设有下环台，上壳体内同轴套装有传动轴短节，传动轴短节上部外侧与上壳体内侧之间设有轴承总成，钻头座上端依次穿过下壳体和连接短节后与传动轴短节下端连接，钻头座上部外侧与下壳体内侧之间套装有冲击锤，钻头座下部外侧设有能使冲击锤上下往复移动的冲击装置。2.根据权利要求1所述的机械式复合冲击钻井提速工具，其特征在于轴承总成包括动圈、动筒及静筒，传动轴短节外侧与上壳体内侧之间由内向外依次套装有动圈、动筒及静筒，传动轴短节与动圈之间、动圈与动筒之间及静筒与上壳体内壁之间均固定连接在一起。3.根据权利要求1或2所述的机械式复合冲击钻井提速工具，其特征在于冲击装置包括上凸轮和下凸轮，上凸轮上端内侧与冲击锤下端外侧固定连接，上凸轮的底部间隔均布有多个凸齿，凸齿下端面和沿逆时针方向位于凸齿前方的上凸轮下侧面之间通过斜面过渡，下凸轮下端内侧与钻头底座外侧固定连接，下凸轮上端间隔设有与凸齿相匹配的齿槽。4.根据权利要求1或2所述的机械式复合冲击钻井提速工具，其特征在于传动轴短节下端内侧壁沿周向间隔均布有若干个开口向外的弧形第一凹槽，钻头座上端外侧壁沿周向设有与第一凹槽对应的第二凹槽，传动轴短节与钻头座通过设于第一凹槽和第二凹槽内的圆柱销固定连接。5.根据权利要求3所述的机械式复合冲击钻井提速工具，其特征在于传动轴短节下端内侧壁沿周向间隔均布有若干个开口向外的弧形第一凹槽，钻头座上端外侧壁沿周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕，乔东宇，王新东，赵继斌，李富强，张磊，王伟罡，谷浩，杨博，王学成，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：