一種液動(dòng)沖擊器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液動(dòng)沖擊器，特別是井下液動(dòng)沖擊器，主要用于油田巖層鉆井，屬于石油工業(yè)油氣勘探的專用鉆井工具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)的石油天然氣鉆采大多采用傳統(tǒng)的鉆具開采，主要是旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)破巖，當(dāng)鉆頭遇巖層時(shí)由于巖石的可鉆性差，旋轉(zhuǎn)剪切破碎的方法效率很低，巖石對(duì)鉆頭和鉆具的磨損嚴(yán)重影響鉆頭的工作效率。隨著開采要求的不斷提高，目前傳統(tǒng)的鉆進(jìn)方式已不能滿足快速鉆進(jìn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能大幅提高鉆進(jìn)速度，裝卸方便的液動(dòng)沖擊器，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺憾。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種液動(dòng)沖擊器，其特征在于，該液動(dòng)沖擊器包括沖擊座1、傳動(dòng)套2、外殼3、導(dǎo)向套4、錘頭組件5、旋轉(zhuǎn)體組件6、渦輪組件7、接頭8，高壓流體從所述接頭8處流入沖擊器內(nèi)，接頭8與渦輪組件7相連,所述渦輪組件7通過傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)體組件6相連,所述旋轉(zhuǎn)體組件6內(nèi)套裝有錘頭組件5,所述錘頭組件5在旋轉(zhuǎn)體組件6的帶動(dòng)下可沿著液動(dòng)沖擊器的軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件6在潤(rùn)輪組件7的帶動(dòng)下做自軸旋轉(zhuǎn)時(shí),錘頭組件5的上方能夠形成可變空間a，高速流體進(jìn)入可變空間a內(nèi)被壓縮增壓，為錘頭組件5提供向下沖擊的積蓄能量。
[0006]進(jìn)一步的，所述錘頭組件5的外表面交錯(cuò)間隔地設(shè)置有旋翼片b，所述旋轉(zhuǎn)體組件6上開有與所述旋翼片b對(duì)應(yīng)匹配的旋翼槽d。
[0007]進(jìn)一步的，所述旋翼片b共有兩列，沿所述錘頭組件5的外表面均勻分布，同列的旋翼片b間隔分布，兩列旋翼片b之間交錯(cuò)分布，所述旋翼片b的數(shù)量為2?30個(gè)，每個(gè)旋翼片b的提升高度為2?500mm，每個(gè)旋翼片b的螺旋角度為30°?330°，每個(gè)旋翼片b的螺旋寬度為10?40mm。
[0008]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向套4的一端設(shè)置有導(dǎo)向桿，所述錘頭組件5對(duì)應(yīng)的一端設(shè)置有與所述導(dǎo)向桿匹配的導(dǎo)向槽。
[0009]進(jìn)一步的，所述渦輪組件7的傳動(dòng)軸渦輪下端開通有四個(gè)孔，傳動(dòng)軸的中心通孔和該四個(gè)孔與下部流道連通。
[0010]進(jìn)一步的，所述渦輪組件7沿軸線分布I?50級(jí)，每級(jí)渦輪都由定子和轉(zhuǎn)子組成。
[0011]進(jìn)一步的，所述渦輪組件7的上下端均設(shè)置用于減少渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊的波形彈簧墊圈，還設(shè)置有波形彈簧行程限位保護(hù)環(huán)。
[0012]進(jìn)一步的，所述的旋轉(zhuǎn)體組件6的螺旋翼片上開有鑲嵌耐磨材料的開槽或圓孔，開槽或者圓孔內(nèi)焊接或者鑲嵌的材料可為硬質(zhì)合金塊，金剛石復(fù)合片，碳化鎢或者鎳基合金等高耐磨焊接介質(zhì)，增加共工作面耐磨性能，延長(zhǎng)使用壽命。
[0013]進(jìn)一步的，所述的錘頭組件5的螺旋翼片上開有鑲嵌耐磨材料的開槽或圓孔，開槽或者圓孔內(nèi)焊接或者鑲嵌的材料可為硬質(zhì)合金塊，金剛石復(fù)合片，碳化鎢或者鎳基焊接介質(zhì)，增加工作面耐磨性能，延長(zhǎng)使用壽命。
[0014]本發(fā)明具備的有益技術(shù)效果是:將高壓流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為周期性的沖擊動(dòng)作讓錘頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)間斷沖擊鉆頭，利用該原理可以大幅提高井下作業(yè)效率，縮短鉆井時(shí)間從而節(jié)約鉆井成本，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0015]圖1是液動(dòng)沖擊器的整體裝配圖。
[0016]圖2是液動(dòng)沖擊器的旋轉(zhuǎn)體組件。
[0017]圖3是液動(dòng)沖擊器的錘頭組件。
[0018]圖4是導(dǎo)向套的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的主要思想，是在鉆井作業(yè)中在底部鉆具組合安裝此工具，利用高壓液體作為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)錘頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得沖擊載荷作用于鉆頭實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和沖擊復(fù)合破碎巖層。通過下面對(duì)實(shí)施例的描述，將更加有助于公眾理解本發(fā)明，但不能也不應(yīng)當(dāng)將申請(qǐng)人所給出的具體的實(shí)施例視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何對(duì)部件或技術(shù)特征的定義進(jìn)行改變和/或?qū)φw結(jié)構(gòu)作形式的而非實(shí)質(zhì)的變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案所限定的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1至圖4所示的液動(dòng)沖擊器，該液動(dòng)沖擊器包括沖擊座1、傳動(dòng)套2、外殼3、導(dǎo)向套4、錘頭組件5、旋轉(zhuǎn)體組件6、渦輪組件7、接頭8，高壓流體從接頭8處流入沖擊器內(nèi)，首先進(jìn)入渦輪組件7內(nèi)，渦輪將高速流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的動(dòng)能，從而帶動(dòng)連接在渦輪組件7上的旋轉(zhuǎn)體組件6的旋轉(zhuǎn),渦輪組件7內(nèi)部有數(shù)個(gè)推力球軸承串保證渦輪組件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的順暢。接頭8與渦輪組件7相連,渦輪組件7通過傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)體組件6相連,旋轉(zhuǎn)體組件6內(nèi)套裝有錘頭組件5,錘頭組件5在旋轉(zhuǎn)體組件6的帶動(dòng)下可沿著液動(dòng)沖擊器的軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件6在潤(rùn)輪組件7的帶動(dòng)下做自軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭組件5的上方能夠形成可變空間a，高速流體進(jìn)入可變空間a內(nèi)被壓縮增壓，為錘頭組件5提供向下沖擊的積蓄能量。導(dǎo)向套4的一端設(shè)置有導(dǎo)向桿，錘頭組件5對(duì)應(yīng)的一端設(shè)置有與導(dǎo)向桿匹配的導(dǎo)向槽，導(dǎo)向桿和導(dǎo)向槽相互配合，限制了錘頭組件5的周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而讓錘頭組件5只能沿著軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。渦輪組件7的傳動(dòng)軸渦輪下端開通有四個(gè)孔，傳動(dòng)軸的中心通孔和該四個(gè)孔與下部流道連通。渦輪組件7沿軸線分布I?50級(jí)，每級(jí)渦輪都由定子和轉(zhuǎn)子組成。渦輪組件7的上下端均設(shè)置用于減少渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生沖擊的波形彈簧墊圈，還設(shè)置有波形彈簧行程限位保護(hù)環(huán)。
[0021]當(dāng)自由狀態(tài)下(即該液動(dòng)沖擊器處于井底部時(shí))錘頭組件5處于緊靠導(dǎo)向套4 一偵牝當(dāng)有鉆桿內(nèi)有高壓液體流經(jīng)渦輪組件7時(shí)，渦輪產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體組件6高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體組件6與錘頭組件5的連接方式為螺旋連接方式(類似于螺紋連接方式)，由于錘頭的導(dǎo)向槽c與導(dǎo)向套導(dǎo)向柱d組成只可沿軸向方向運(yùn)動(dòng)的連接關(guān)系，即錘頭組件5只能做往復(fù)運(yùn)動(dòng)不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣使得錘頭組件5只能沿軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件6旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)錘頭組件5向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)錘頭組件5上升到一設(shè)定高度(2?50mm)，錘頭組件5在提升的過程中對(duì)其上部即旋轉(zhuǎn)體組件內(nèi)的流體壓縮增壓，從而為錘頭組件5的向下沖擊運(yùn)動(dòng)積蓄動(dòng)能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件6再旋轉(zhuǎn)30°后，旋轉(zhuǎn)體組件6與錘頭組件5間的螺旋突然脫開，此時(shí)錘頭組件5上方的高壓液體能量開始釋放，帶動(dòng)錘頭組件5產(chǎn)生高速?zèng)_擊，直接作用在導(dǎo)向套4上，導(dǎo)向套4將沖擊力傳遞到?jīng)_擊座上I上，這樣就為連接在沖擊座I上的鉆頭提供瞬間沖擊，從而產(chǎn)生破巖效果提升鉆頭工作效率。
[0022]錘頭組件5的外表面交錯(cuò)間隔地設(shè)置有旋翼片b，旋轉(zhuǎn)體組件6上開有與旋翼片b對(duì)應(yīng)匹配的旋翼槽d。由于旋翼片b的方向與旋轉(zhuǎn)體的旋翼槽d旋轉(zhuǎn)方向呈相反的分布，故旋轉(zhuǎn)體組件6旋轉(zhuǎn)時(shí)將帶動(dòng)錘頭組件5的向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到一設(shè)定高度后螺旋間自動(dòng)脫落錘頭組件5在壓力和重力作用下錘頭組件6底部貼緊沖擊座端面，從而完成一次完整的沖擊動(dòng)作。作為優(yōu)選的技術(shù)方案:旋翼片b共有兩列,沿錘頭組件5的外表面均勻分布，同列的旋翼片b間隔分布，兩列旋翼片b之間交錯(cuò)分布，所述旋翼片b的數(shù)量為2?30個(gè)，每個(gè)旋翼片b的提升高度為2?50mm，每個(gè)旋翼片b的螺旋角度為30°?330°，每個(gè)旋翼片b的螺旋寬度為10?40mm。
[0023]當(dāng)然，本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液動(dòng)沖擊器,其特征在于,該液動(dòng)沖擊器包括沖擊座(I)、傳動(dòng)套(2)、外殼(3)、導(dǎo)向套(4)、錘頭組件(5)、旋轉(zhuǎn)體組件(6)、渦輪組件(7)、接頭(8)，高壓流體從所述接頭(8)處流入沖擊器內(nèi)，接頭(8)與渦輪組件(7)相連，所述渦輪組件(7)通過傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)體組件(6 )相連,所述旋轉(zhuǎn)體組件(6 )內(nèi)套裝有錘頭組件(5 ),所述錘頭組件(5 )在旋轉(zhuǎn)體組件(6)的帶動(dòng)下可沿著液動(dòng)沖擊器的軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件(6)在渦輪組件(7)的帶動(dòng)下做自軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭組件(5)的上方能夠形成可變空間(a)，高速流體進(jìn)入可變空間(a)內(nèi)被壓縮增壓，為錘頭組件(5)提供向下沖擊積蓄能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)沖擊器其特征在于，所述錘頭組件(5)的外表面交錯(cuò)間隔地設(shè)置有旋翼片(b)，所述旋轉(zhuǎn)體組件(6)上開有與所述旋翼片(b)對(duì)應(yīng)匹配的旋翼槽⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述旋翼片(b)共有兩列，沿所述錘頭組件(5)的外表面均勻分布，同列的旋翼片(b)間隔分布，兩列旋翼片(b)之間交錯(cuò)分布，所述旋翼片(b)的數(shù)量為2?30個(gè)，每個(gè)旋翼片(b)的提升高度為2?50mm，每個(gè)旋翼片(b)的螺旋角度為30°?330°，每個(gè)旋翼片(b)的螺旋寬度為10?40mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述導(dǎo)向套(4)的一端設(shè)置有導(dǎo)向桿，所述錘頭組件(5)對(duì)應(yīng)的一端設(shè)置有與所述導(dǎo)向桿匹配的導(dǎo)向槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述渦輪組件(7)的傳動(dòng)軸渦輪下端開通有四個(gè)孔，傳動(dòng)軸的中心通孔和該四個(gè)孔與下部流道連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述渦輪組件(7)沿軸線分布I?50級(jí)，每級(jí)渦輪都由定子和轉(zhuǎn)子組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述渦輪組件(7)的上下端均設(shè)置用于減少渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生沖擊的波形彈簧墊圈，還設(shè)置有波形彈簧行程限位保護(hù)環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)體組件的螺旋翼片上開有鑲嵌耐磨材料的開槽或圓孔，開槽或者圓孔內(nèi)焊接或者鑲嵌的材料可為硬質(zhì)合金塊、金剛石復(fù)合片、碳化鎢或者鎳基合金等高耐磨焊接介質(zhì)，增加共工作面耐磨性能，延長(zhǎng)使用壽命O
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)沖擊器，其特征在于，所述錘頭組件的螺旋翼片上開有鑲嵌耐磨材料的開槽或圓孔，開槽或者圓孔內(nèi)焊接或者鑲嵌的材料可為硬質(zhì)合金塊、金剛石復(fù)合片、碳化鎢或者鎳基焊接介質(zhì)，增加工作面耐磨性能，延長(zhǎng)使用壽命。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液動(dòng)沖擊器，該液動(dòng)沖擊器包括沖擊座1、傳動(dòng)套2、外殼3、導(dǎo)向套4、錘頭組件5、旋轉(zhuǎn)體組件6、渦輪組件7、接頭8，高壓流體從所述接頭8處流入沖擊器內(nèi)，接頭8與渦輪組件7相連，渦輪組件7通過傳動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)體組件6相連，旋轉(zhuǎn)體組件6內(nèi)套裝有錘頭組件5，錘頭組件5在旋轉(zhuǎn)體組件6的帶動(dòng)下可沿著液動(dòng)沖擊器的軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件6在渦輪組件7的帶動(dòng)下做自軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭組件5的上方能夠形成可變空間a，高速流體進(jìn)入為錘頭組件5提供向下沖擊的積蓄能量。本發(fā)明將高壓流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為周期性的沖擊動(dòng)作讓錘頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)間斷沖擊鉆頭，利用該原理可以大幅提高井下作業(yè)效率，縮短鉆井時(shí)間從而節(jié)約鉆井成本，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【IPC分類】E21B4-14, E21B4-02
【公開號(hào)】CN104563859
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310503876
【發(fā)明人】吳華, 王建東, 彭文玥, 包奕強(qiáng)
【申請(qǐng)人】成都恩承油氣有限公司, 四川蓉瑞華寶科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月13日