一種液力沖擊裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于石油天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的液力沖擊裝置，該裝置包括上接頭、中間管、花鍵套、沖錘和下砧子，上接頭的上端的內(nèi)部連接有噴嘴，上接頭的內(nèi)孔裝有滑套，滑套的內(nèi)孔裝有活塞，活塞的底部設(shè)有活塞泄水孔，通過活塞帶動沖錘給下砧子沖擊力，使得石油天然氣鉆探鉆頭破碎巖石的效率提高，鉆孔速度提高，適用于排量大、泥漿密度高、泥漿粘度高的工況。
【專利說明】一種液力沖擊裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實用新型涉及一種鉆井裝置，更具體地涉及一種用于石油天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的鉆井液力沖擊裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]勘探開發(fā)石油天然氣的鉆井經(jīng)常遇到非常堅硬的巖石，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鉆井及高壓水力噴射鉆井的鉆進速度比較低。為了提高堅硬地層的鉆井速度，根據(jù)巖石在三軸靜載及動載條件下的機械性質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)提出了改變該液力沖擊裝置的載荷性質(zhì)和破巖方式來提高破巖效率，并將該液力沖擊裝置與旋轉(zhuǎn)鉆孔方式結(jié)合起來實現(xiàn)既旋轉(zhuǎn)又沖擊，從而實現(xiàn)提高鉆頭破碎巖石的效率，提高鉆孔速度。專利號為CN94221342.4的實用新型專利公開了一種液力沖擊器，由上接頭、中間管、花鍵套、下接頭、限位塊、沖錘和彈簧組成，此種液力沖擊器目的是提供一種從結(jié)構(gòu)上加以改進的液力沖擊器，它不影響高壓噴射鉆井技術(shù)的發(fā)揮，不需要呼吸孔，能提高鉆井速度，工作壽命長。該沖擊器的不足之處在于，活塞下端部的泄流孔垂直于活塞的軸向方向，不適用于排量大、泥漿密度高、泥漿粘度高的工況。專利號為CN201020669038.5的實用新型專利公開的液力沖擊裝置克服了上述不足之處，減少了容易損壞的彈簧裝置，但能實現(xiàn)同樣的功能。
[0003]經(jīng)長期觀察、研究、分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的液力沖擊裝置流道不夠暢通、摩組較大、沖錘行程仍有待改進。針對這些不足，本申請的目的是提供一種改進的液力沖擊裝置，具體涉及了三個部位的改進:(1)在沖錘底部約1/3處增加了 3個角度30°的泄水孔，使流道更加順暢，減小了摩阻；(2)將沖錘下段起導(dǎo)向作用的扶正塊改為扶正套；(3)在砧子上部增加了調(diào)整墊來改變沖錘的行程，實現(xiàn)了沖擊頻率的改變。
實用新型內(nèi)容:
[0004]本實用新型的目的是提供一種力沖擊裝置，用于提高石油天然氣鉆探鉆頭破碎巖石的效率，提高鉆孔速度，適用于排量大、泥漿密度高、泥漿粘度高的工況。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種液力沖擊裝置，該裝置包括沿其軸線方向從上至下依次設(shè)有上接頭(I)、中間管(6)、花鍵套(12)和下砧子(8);所述中間管(6)內(nèi)部設(shè)有沖錘(7)，所述上接頭(I)的內(nèi)孔裝有滑套(3)，所述滑套(3)的內(nèi)孔裝有同軸向的活塞(4)，所述下砧子(8)頂端設(shè)有調(diào)整墊(15);所述沖錘(7)上部和下部分別設(shè)有與沖錘(7)軸向成30°夾角的沖錘泄水孔(13)和扶正套(14)。
[0006]本實用新型提供的一種液力沖擊裝置，所述活塞(4)的底部設(shè)有與活塞(4)的軸向成30° -60°夾角的活塞泄水孔(5)。
[0007]本實用新型提供的一種液力沖擊裝置，所述下砧子(8)上端的側(cè)面開有與下砧子
[8]的軸向成30°-60°夾角的下砧子泄水孔(9)。
[0008]本實用新型提供的另一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述活塞泄水孔(5)與活塞
(4)的軸向成40° -50。夾角。[0009]本實用新型提供的再一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述下砧子泄水孔(9)與下砧子(8)的軸向成40° -50°夾角。
[0010]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述上接頭(I)的上端的內(nèi)部連接有噴嘴(2)。
[0011]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述上接頭(I)下端與中間管
(6)上端連接，所述中間管(6)下端與花鍵套(12)上端連接，所述花鍵套(12)下端與下砧子
(8)上端連接，所述沖錘(7)的高度小于所述活塞(4)底部到下砧子(8)上端端面的距離。
[0012]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述下砧子(8)上端與所述花鍵套(12)之間的空隙處設(shè)有懸掛套(10)，所述懸掛套(10)底部還設(shè)有密封圈(11 )。
[0013]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述活塞泄水孔(5)與活塞
(4)的軸向成45°夾角。
[0014]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種液力沖擊裝置，所述下砧子泄水孔(9)與下砧子(8)的軸向成45°夾角。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型得到的有益效果是:
[0016]1、該沖擊裝置不影響高壓噴射鉆井技術(shù)的發(fā)揮，實現(xiàn)邊旋轉(zhuǎn)、邊沖擊鉆頭工作，提高鉆井速度，其結(jié)構(gòu)簡單，便于現(xiàn)場維護和維修，易損件少；
[0017]2、液力沖擊裝置所產(chǎn)生的沖擊力就等于是加給鉆頭的動載沖擊，這個動載使鉆頭上的比載荷增加，有利于巖石的破碎；
[0018]3、液力沖擊裝置所產(chǎn)生的沖擊力就等于是加給鉆頭的動載沖擊，提高了加載速度，使巖石產(chǎn)生形變所需時間縮短；
[0019]4、沖錘底部的泄水孔與沖錘的軸向成30°夾角，可大大減少局部阻力，降低系統(tǒng)壓力損失，更適應(yīng)于排量大、泥漿密度高、泥漿粘度高的工況；
[0020]5、沖錘下段起導(dǎo)向作用的扶正塊改為扶正套，可使導(dǎo)向的穩(wěn)定性大大增加，減少了易損件；
[0021]6、砧子上部增加了調(diào)整墊，改變沖錘的行程，實現(xiàn)了沖擊頻率的改變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為一種液力沖擊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中，1-上接頭，2-噴嘴，3-滑套，4-活塞，5-活塞泄水孔，6_中間管，7-沖錘，8-下砧子，9-下砧子泄水孔，10-懸掛套，11-密封圈，12-花鍵套，13-沖錘泄水孔，14-扶正套，15-調(diào)整墊。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]實施例1:
[0026]如圖1所示，本例的實用新型一種液力沖擊裝置，包括沿其軸線方向從上至下依次設(shè)有上接頭1、中間管6、花鍵套12、沖錘7和下砧子8，上接頭I上端的內(nèi)部連接有噴嘴2，上接頭I的內(nèi)孔裝有滑套3，滑套3的內(nèi)孔裝有同軸向的活塞4 ;上接頭I下端與中間管6上端連接，中間管6下端與花鍵套12上端連接，花鍵套12下端與下砧子8上端連接，沖錘7設(shè)置在中間管6內(nèi)部，沖錘7的外徑小于中間管6的內(nèi)徑，沖錘7的高度小于所述活塞4底部到下砧子8上端端面的距離。
[0027]下砧子8上端的外徑小于中間管6與花鍵套12的內(nèi)徑，下砧子8上端與花鍵套12之間的空隙處設(shè)有懸掛套10，懸掛套10底部還設(shè)有密封圈11 ;另外活塞4的底部設(shè)有活塞泄水孔5，活塞泄水孔5與活塞4的軸向成30° -60°夾角，最優(yōu)是45°，沖錘7上端設(shè)有沖錘泄水孔13，沖錘泄水孔13與沖錘7的軸向成30°，沖錘(7)下部設(shè)有沖扶正套
(14)，下砧子8上端的側(cè)面開有下砧子泄水孔9，所述下砧子泄水孔9與下砧子8的軸向成30° -60°夾角，最優(yōu)是45°，可大大減少局部阻力，降低系統(tǒng)壓力損失，更適應(yīng)于排量大、泥漿密度高、泥漿粘度高的工況。下砧子(8)頂端設(shè)有調(diào)整墊(15)。
[0028]本液力沖擊裝置上接頭I上端與鉆具連接，采用了同軸徑向設(shè)計的滑套3和活塞4結(jié)構(gòu)以及活塞4下部開有泄流孔5，滑套3在液流作用下，軸向往復(fù)運動，打開、關(guān)閉活塞下部的泄流孔6，使得活塞4也隨之軸向往復(fù)運動而帶動其下方的沖錘7給下砧子8沖擊力，下石占子8將沖擊力傳遞給鉆頭,下站子8的下部被設(shè)計成與鉆頭直接連接的石油鉆井行業(yè)專用的螺紋，接在鉆頭上的液力沖擊裝置產(chǎn)生的沖擊力加給鉆頭，實現(xiàn)邊旋轉(zhuǎn)邊沖擊的鉆井過程，提高鉆井速度。其結(jié)構(gòu)簡單，便于現(xiàn)場維護和維修，易損件少。
[0029]液力沖擊裝置的啟動動力由鉆井液泵提供，該液力裝置的工作不影響鉆井過程中的正常的鉆井液循環(huán)，液力沖擊裝置所產(chǎn)生的沖擊力(50-80KN)就等于是加給鉆頭的動載沖擊，這個動載沖擊使鉆頭上的比載荷增加，有利于巖石的體積破碎。另外，這個動載沖擊還提高了加載速度，使巖石脆性增加、塑性下降，使巖石產(chǎn)生形變所需時間縮短。盡量保證鉆頭齒每次從接觸井底到離開井底這段時間內(nèi)，都完成對巖石的完全加載過程(即巖石形變?nèi)^程)，而脆性巖體對沖擊載荷很敏感，有利于巖石的破碎，因此，旋沖鉆井可以提高鉆井速度。
[0030]一般情況下，提高鉆頭比載荷的主要手段是提高鉆壓，但是鉆壓不能夠無限制提高，受工藝、鉆具尺寸的大小等因素的制約，所以液力沖擊裝置是增加鉆頭比載荷行之有效的方法之一。
[0031]最后應(yīng)該說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種液力沖擊裝置，該裝置包括沿其軸線方向從上至下依次設(shè)有上接頭(I)、中間管(6)、花鍵套(12)和下砧子(8);所述中間管(6)內(nèi)部設(shè)有沖錘(7)，其特征在于:所述上接頭(I)的內(nèi)孔裝有滑套(3)，所述滑套(3)的內(nèi)孔裝有同軸向的活塞(4)，所述下砧子(8)頂端設(shè)有調(diào)整墊(15);所述沖錘(7)上部和下部分別設(shè)有與沖錘(7)軸向成30°夾角的沖錘泄水孔(13)和扶正套(14)； 所述活塞(4)的底部設(shè)有與活塞(4)的軸向成30° -60°夾角的活塞泄水孔(5)； 所述下砧子(8)上端的側(cè)面開有與下砧子(8)的軸向成30° -60°夾角的下砧子泄水孔(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述活塞泄水孔(5)與活塞(4)的軸向成40° -50。夾角。
3.如權(quán)利要求1所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述下砧子泄水孔(9)與下砧子(8)的軸向成40° -50°夾角。
4.如權(quán)利要求1所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述上接頭(I)的上端的內(nèi)部連接有噴嘴(2)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述上接頭(I)下端與中間管(6)上端連接，所述中間管(6)下端與花鍵套(12)上端連接，所述花鍵套(12)下端與下砧子(8)上端連接，所述沖錘(7)的高度小于所述活塞(4)底部到下砧子(8)上端端面的距離。
6.如權(quán)利要求5所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述下砧子(8)上端與所述花鍵套(12)之間的空隙處設(shè)有懸掛套(10)，所述懸掛套(10)底部還設(shè)有密封圈(11 )。
7.如權(quán)利要求2所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述活塞泄水孔(5)與活塞(4)的軸向成45°夾角。
8.如權(quán)利要求3所述的一種液力沖擊裝置，其特征在于:所述下砧子泄水孔(9)與下砧子(8)的軸向成45°夾角。
【文檔編號】E21B1/26GK203488089SQ201320214511
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】孟尚志, 鄒靈戰(zhàn), 焦志栓, 趙軍, 莫日和, 張勁, 郭本廣 申請人:鄒靈戰(zhàn)