本發(fā)明涉及一種超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器，屬于石油勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前國際形勢下，油價走低的情況不容忽視，同時隨著油氣資源勘探開發(fā)不斷深入，鉆遇“三高”（巖石硬度高、巖石可鉆性級值高、巖石研磨性高）的可能性越來越大，這兩者都考驗著石油行業(yè)的興衰，因此，如何提高鉆井效率，降低成本，是石油行業(yè)需要解決的重要問題。利用液動沖擊器已經(jīng)有多年歷史，按沖擊形式可分為：軸向沖擊器和扭轉(zhuǎn)沖擊器。軸向沖擊器可大幅提高鉆速以及鉆頭吃入巖石深度，來提高破巖效率；扭轉(zhuǎn)沖擊器產(chǎn)生的輔助扭轉(zhuǎn)和鉆井旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩共同作用，可以使鉆頭平穩(wěn)鉆進(jìn)，有效的減少甚至消除粘滑振動對鉆頭的損害，保護(hù)鉆頭，延長使用壽命，同時提高鉆進(jìn)速度。因此，有必要研發(fā)一種不僅結(jié)合兩種單一提高破巖效率的方法，同時具有兩者優(yōu)勢，以進(jìn)一步提高沖擊頻率的復(fù)合沖擊器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種能有效提高鉆頭的鉆進(jìn)速度和吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害，以保護(hù)鉆頭；同時在超高頻率的復(fù)合沖擊下進(jìn)一步提高破巖效率，降低開采成本的超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器；包括殼體、旁通閥、萬向聯(lián)軸器、扶正軸承、傳動軸和連接頭，其特征在于：殼體的一端螺紋安裝有連接頭，連接頭內(nèi)側(cè)的殼體內(nèi)通過防掉塊裝有旁通閥，殼體的另一端通過端蓋活動安裝有下壓體，下壓體一側(cè)的殼體內(nèi)通過扶正軸承裝有傳動軸，防掉塊一側(cè)的殼體內(nèi)壁固裝有馬達(dá)定子；與馬達(dá)定子對應(yīng)的殼體內(nèi)裝有馬達(dá)轉(zhuǎn)子；馬達(dá)轉(zhuǎn)子的一端通過承拉接頭與防掉塊連接，馬達(dá)轉(zhuǎn)子的另一端通過萬向聯(lián)軸器與傳動軸連接，傳動軸上裝有上壓體，上壓體與下壓體接觸連接。

所述的下壓體上設(shè)置有凸起，下壓體與殼體之間通過花鍵連接，下壓體一端延伸至殼體外端；延伸至殼體外端的下壓體端口設(shè)置有錐螺紋。

所述的凸起與端蓋之間的下壓體上裝有彈簧A。

所述的上壓體與傳動軸通過花鍵連接，上壓體上通過固定盤裝有彈簧B。

所述的防掉塊與旁通閥之間為螺紋連接。

所述的萬向聯(lián)軸器一端與馬達(dá)轉(zhuǎn)子螺紋連接，萬向聯(lián)軸器另一端與傳動軸平鍵連接。

所述的上壓體與下壓體的圓周接觸端面上分別設(shè)置有臺階狀的咬合撞擊齒，上壓體與下壓體之間通過咬合撞擊齒的相互配合嚙合連接。所述的咬合撞擊齒的頂部為坡面。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

該超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器工作過程中，既能提高鉆頭的鉆進(jìn)以及吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害；同時在超高頻率復(fù)合沖擊作用下有效提高了破巖效率，降低了成本；解決了現(xiàn)有軸向沖擊器單一的軸向沖擊能提高鉆頭吃入巖石深度，提高破巖效率，但不能減少鉆頭的粘滑振動，甚至加大了鉆頭波動的問題；該超復(fù)合沖擊器具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎和實用性好的特點(diǎn)，對提高鉆井效率，降低鉆井成本具有積極的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的上壓體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的上壓體和下壓體的嚙合示意圖。

圖中：1、殼體，2、旁通閥，3、防掉塊，4、，5、，6、萬向聯(lián)軸器，7、扶正軸承，8、傳動軸，9、固定盤，10、彈簧B，11、上壓體，12、下壓體，13、端蓋，14、連接頭；15、凸起；16、彈簧A，17、咬合撞擊齒。

具體實施方式

該超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器包括殼體1、旁通閥2、萬向聯(lián)軸器6、扶正軸承7、傳動軸8和連接頭14。殼體1的一端螺紋安裝有連接頭14，連接頭14內(nèi)側(cè)的殼體1內(nèi)通過防掉塊3裝有旁通閥2，防掉塊3與旁通閥2之間為螺紋連接。

殼體1的另一端通過端蓋13活動安裝有下壓體12，下壓體12上設(shè)置有凸起15，凸起15與端蓋13之間的下壓體12上裝有彈簧A16；用于下壓體12的復(fù)位和緩沖。下壓體12與殼體1之間通過花鍵連接，下壓體12可沿殼體1軸向滑動。下壓體12一端延伸至殼體1外端；延伸至殼體1外端的下壓體12端口設(shè)置有錐螺紋。

下壓體12一側(cè)的殼體1內(nèi)通過扶正軸承7裝有傳動軸8，傳動軸8上裝有上壓體11，上壓體11與傳動軸8通過花鍵連接，用來傳遞扭矩，上壓體11可隨傳動軸8轉(zhuǎn)動，并可在傳動軸8上軸向滑動；上壓體11上通過固定盤9裝有彈簧B10；用于上壓體11的蓄能，以增加上壓體11的軸向沖擊力，固定盤9與殼體1內(nèi)壁固定連接。上壓體11與下壓體12的圓周接觸端面上分別設(shè)置有臺階狀的咬合撞擊齒17，上壓體11與下壓體12之間通過咬合撞擊齒17的相互配合嚙合連接；咬合撞擊齒17的頂部為坡面，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對滑動。

防掉塊3一側(cè)的殼體1內(nèi)壁固裝有馬達(dá)定子4；與馬達(dá)定子4對應(yīng)的殼體1內(nèi)裝有馬達(dá)轉(zhuǎn)子5；馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的一端通過承拉接頭與防掉塊3連接，馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的另一端設(shè)置有萬向聯(lián)軸器6；萬向聯(lián)軸器6一端與馬達(dá)轉(zhuǎn)子5螺紋連接，萬向聯(lián)軸器6另一端與傳動軸8平鍵連接；萬向聯(lián)軸器8的目的將做星形運(yùn)動的馬達(dá)轉(zhuǎn)子5和做定軸轉(zhuǎn)動的傳動軸8連接起來，并將機(jī)械能傳遞給傳動軸8，由此通過傳動軸8帶動上壓體11旋轉(zhuǎn)。

該超高頻扭轉(zhuǎn)和軸向復(fù)合沖擊器工作時，下壓體12用于連接鉆頭，連接頭14用于連接鉆柱、傳遞扭矩和提供支撐。工作過程中鉆井液通過旁通閥2進(jìn)入螺桿馬達(dá)，并通過壓差帶動馬達(dá)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動，從而通過傳動軸8帶動上壓體11旋轉(zhuǎn)；使上壓體11與下壓體12之間之間產(chǎn)生一個現(xiàn)對的轉(zhuǎn)動。由于上壓體11與下壓體12的圓周接觸端面上分別設(shè)置有臺階狀的咬合撞擊齒17，且咬合撞擊齒17的頂部為坡面，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對滑動。因此，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對轉(zhuǎn)動的過程中，上壓體11和下壓體12軌跡面的最高點(diǎn)接觸后下落產(chǎn)生一個軸向沖擊并作用至鉆頭上，然后沿咬合撞擊齒17的坡面上升至最高點(diǎn)，再次下落產(chǎn)生沖擊，如此反復(fù)。

該復(fù)合沖擊器既能提高鉆頭的鉆進(jìn)速度和吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害，保護(hù)鉆頭；同時在超高頻率的復(fù)合沖擊下進(jìn)一步提高破巖效率和鉆進(jìn)速度，降低了鉆井成本。