本實(shí)用新型涉及一種復(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(shì)下,油價(jià)走低的情況不容忽視,同時(shí)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(jí)值高、巖石研磨性高)的可能性越來越大,這兩者都考驗(yàn)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(dòng)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(dòng)對(duì)鉆頭的損害,保護(hù)鉆頭,延長使用壽命,同時(shí)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(shí)具有兩者優(yōu)勢(shì),以進(jìn)一步提高沖擊頻率的復(fù)合沖擊器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于: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(dòng)等不利損害,以保護(hù)鉆頭;同時(shí)在超高頻率的復(fù)合沖擊下進(jìn)一步提高破巖效率,降低開采成本的復(fù)合沖擊器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
一種復(fù)合沖擊器;包括殼體、旁通閥、萬向聯(lián)軸器、扶正軸承、傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)軸連接,傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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。
本實(shí)用新型的優(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(dòng)等不利損害;同時(shí)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(dòng),甚至加大了鉆頭波動(dòng)的問題;該超復(fù)合沖擊器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)新穎和實(shí)用性好的特點(diǎn),對(duì)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為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型的上壓體的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型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(dòng)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(shí)施方式
該復(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(dòng)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(dòng)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(dòng)。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(dòng)軸8,傳動(dòng)軸8上裝有上壓體11,上壓體11與傳動(dòng)軸8通過花鍵連接,用來傳遞扭矩,上壓體11可隨傳動(dòng)軸8轉(zhuǎn)動(dòng),并可在傳動(dòng)軸8上軸向滑動(dòng);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(tái)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(duì)滑動(dòng)。
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(duì)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(dòng)軸8平鍵連接;萬向聯(lián)軸器8的目的將做星形運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)子5和做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸8連接起來,并將機(jī)械能傳遞給傳動(dòng)軸8,由此通過傳動(dòng)軸8帶動(dòng)上壓體11旋轉(zhuǎn)。
該復(fù)合沖擊器工作時(shí),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(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng),從而通過傳動(dòng)軸8帶動(dòng)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(gè)現(xiàn)對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。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(tái)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(duì)滑動(dòng)。因此,上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)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(dòng)等不利損害,保護(hù)鉆頭;同時(shí)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。