專利名稱：油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油鉆探中油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具。
沖擊回轉鉆井是利用沖擊鉆井工具以一定頻率沖擊鉆頭使其吃入巖石，再輔以回轉鉆削，進行復合破巖鉆進的技術，目前我國石油油氣井鉆井主用是利用回轉式鉆井設備進行回轉鉆進。其鉆進速度較低、容易偏斜、鉆頭壽命短、硬地層難鉆進、深井鉆探更困難等。
我國地礦部門使用沖擊回轉鉆井較早，效果明顯。但其井深一般較淺、多使用清水介質，與石油鉆井工況及井場狀況有很大不同，難以直接引用。與地礦部門相比石油鉆井的深度大、井眼直徑大、地層壓力高、井底溫度高、地質狀況復雜、鉆探困難，對鉆井工具要求高，所以要在石油天然氣鉆探中開發(fā)使用沖擊回轉鉆井技術，就需要研究適于石油部門使用的沖擊回轉鉆井工具。目前沖擊鉆井工具的種類已有多種，從使用的動力介質分有氣動沖擊鉆井工具、液動沖擊鉆井工具、氣-液混合沖擊鉆井工具、機械式?jīng)_擊鉆井工具等。從工作過程的運動力學分有正作用式、反作用式、雙作用式(含射吸式、射流式及閥式)等。但在實際應用中各有不盡人意的地方。
本實用新型的目的在于提供一種將沖擊回轉鉆井先進技術引進石油鉆井，能適于石油鉆井工況，提高鉆進速度、質量、生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，同時使使用的動力介質盡可能利用井場現(xiàn)有條件，方便使用、降低成本并能有效的克服正作用式及反作用式液動沖擊鉆井工具使用彈簧，容易斷裂失效的缺點，以及射流式及其它一些沖擊鉆井工具結構較復雜、難加工維護等缺點的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的由上接頭1、噴嘴2、活塞密封蓋3、活塞組合密封4、閥組合密封5、閥6、外管7、活塞8、墊圈9、槽形螺母10、開口銷11、沖錘12、花鍵軸套13、節(jié)流環(huán)14、砧子-下接頭15組成，噴嘴2與上接頭1連接，外管7的上端與上接頭1連接，外管7內的一側有閥6、活塞8，另一側有沖錘12，外管7的下端通過花鍵軸套13與砧子-下接頭15連接。
閥6內有活塞8，活塞8端部有活塞密封蓋3，閥6與活塞8之間有活塞組合密封4、閥組合密封5，活塞8的另一端部通過墊圈9、槽形螺母10與開口銷11連接，。
砧子-下接頭15為一體結構。
砧子-下接頭15內有節(jié)流環(huán)14。
閥6與沖錘12連接為錐體-螺栓雙連接，并使用銷釘鎖緊。
閥6與外管7為一體結構。
本實用新型的優(yōu)點在于采用射吸式雙作用液動沖擊，即利用液流射吸作用啟動沖擊；雙作用的含意為沖擊工具的工作行程和沖擊工具的回程均由液流能量實現(xiàn)；液動沖擊的含義為使用液體作為動力介質。對密封性能要求較低、液流在腔內暢通性好，原理正確、結構簡單、使用可靠、安全，鉆進速度高，提高25％以上；防斜；解卡；可減少鉆鋌；適于硬地層鉆進；延長鉆頭壽命；無彈簧，無須擔心彈簧易疲勞斷裂的問題；運動部件及易損件少；可使用通用密封件。
附圖
為本實用新型的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述本實用新型是利用高壓液流流過噴嘴時的卷吸作用和閥控液壓隨動系統(tǒng)的壓力與位移綜合的反饋關系，使閥6與活塞8的上下腔產(chǎn)生交變壓差，推動活塞8往復運動，以沖擊和振動兩種方式輸出能量。
工作前，將射吸式液動沖擊鉆井工具的上接頭1與鉆機鉆鋌連接，砧子-下接頭15與鉆頭連接。鉆井時，高壓鉆井液經(jīng)鉆鋌內孔流入上接頭1內孔，驅動沖擊鉆井工具工作。
工作從回程開始，沖程結束。
(1)回程啟動前沖擊鉆井工具的閥6與活塞8均處于行程下限，液流通道暢通。啟動時，工作液從沖擊鉆井工具的噴嘴2射出，高速射流的卷吸作用將活塞8上腔介質抽往下腔，上腔迅速降壓；進入下腔的液流由于通道擴大，流速減慢和沖擊鉆井工具排水段節(jié)流環(huán)14上的節(jié)流孔的增壓作用，使活塞8下腔壓力升高；上下腔形成壓差，使位于行程下限的閥6與活塞8同時上行。于是回程開始。由于閥6的質量較活塞8小很多，運動速度快，先抵達行程上限，隨后活塞8也抵達行程上限，至此，回程結束。
(2)沖程(工作行程)當活塞8上升到上限時，與活塞8連成一體的沖錘之頂部錐體(主閥體)與主閥座閉合(閥門閉合)，高速液流被迅速阻斷而產(chǎn)生水擊，上腔壓力猛增；同時，下腔由于液流補給阻斷，原有液體因慣性繼續(xù)向下流動，壓力急劇下降。即在上腔產(chǎn)生正水擊的同時，下腔產(chǎn)生一次負水擊。上下腔壓力差推動活塞8及閥6一起向下運動，閥門逐漸打開，直至沖擊砧子-下接頭15，閥門全部打開，液流暢通，閥與活塞又進入下一循環(huán)的回程。周而復始實現(xiàn)連續(xù)沖擊配合以鉆具的旋轉，實現(xiàn)邊沖擊邊回轉的鉆井作業(yè)。
權利要求1.油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，由上接頭(1)、噴嘴(2)、活塞密封蓋(3)、活塞組合密封(4)、閥組合密封(5)、閥(6)、外管(7)、活塞(8)、墊圈(9)、槽形螺母(10)、開口銷(11)、沖錘(12)、花鍵軸套(13)、節(jié)流環(huán)(14)、砧子-下接頭(15)組成，其特征在于噴嘴(2)與上接頭(1)連接，外管(7)的上端與上接頭(1)連接，外管(7)內的一側有閥(6)、活塞(8)，另一側有沖錘(12)，外管(7)的下端通過花鍵軸套(13)與砧子-下接頭(15)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于閥(6)內有活塞(8)。
3.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于活塞(8)端部有活塞密封蓋(3)，閥(6)與活塞(8)之間有活塞組合密封(4)、閥組合密封(5)，活塞(8)的另一端部通過墊圈(9)、槽形螺母(10)與開口銷(11)連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于砧子-下接頭(15)為一體結構。
5.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于砧子-下接頭(15)內有節(jié)流環(huán)(14)。
6.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于閥(6)與沖錘(12)連接為錐體-螺栓雙連接，并使用銷釘鎖緊。
7.根據(jù)權利要求1所述的油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具，其特征在于閥(6)與外管(7)為一體結構。
專利摘要一種屬于石油鉆探中油氣井用新型射吸式?jīng)_擊鉆井工具,由閥6、外管7、活塞8、沖錘12、砧子－下接頭15等組成,外管7的上端與上接頭1連接,外管7內的一側有閥6、活塞8,另一側有沖錘12,外管7的下端通過花鍵軸套13與砧子－下接頭15連接,對密封性能要求較低、液流在腔內暢通性好,原理正確、結構簡單、使用可靠、安全,鉆進速度高,提高25%以上;防斜;解卡;可減少鉆鋌;適于硬地層鉆進;延長鉆頭壽命;無彈簧,無須擔心彈簧易疲勞斷裂的問題;運動部件及易損件少。
文檔編號E21B1/00GK2480534SQ0121971
公開日2002年3月6日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權日2001年4月19日
發(fā)明者陳朝達, 郝建華, 鮑澤富 申請人:西安石油學院