CN106948753A - 一种脉冲式钻井液压锤 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油天然气行业钻井提速用的脉冲式钻井液压锤。它解决深井和超深井硬地层钻进困难、机械钻速低的问题。其技术方案是:上接头上端和上部钻柱丝扣连接,锤座下端和钻头丝扣连接;螺杆橡胶定子固定在定子壳体内腔,螺杆转子置入螺杆橡胶定子内腔;推力轴承安装在配流筒内腔中部的台阶上;旋转水帽下部外圆和配流筒上部内腔间隙配合;锤头安装在配流筒内腔下部;配流筒下端和锤座上端丝扣连接;外壳体上端和万向轴壳体下端丝扣连接,外壳体下端和锤座中部丝扣连接。本发明利用钻井液驱动,在传递扭矩的同时提供高频轴向冲击力,可以有效提高机械钻速,对深井和超深井开发具有很好的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油天然气行业钻井提速用的脉冲式钻井液压锤。
背景技术
在石油天然气行业中,随着国内外油气勘探开发步伐的加快,钻井深度不断增加。伴随着浅层油气资源的日益枯寂,钻井工程必然向着深井和超深井方向发展。然而地层厚度越深,地质条件越为复杂,深部地层的硬度和强度都会显著提高,致使钻头钻进难度升高,破岩效率降低,机械钻速大大降低。目前常规的旋转钻井技术在深井开发过程中,存在重力堆积、横向涡动、纵向跳动以及粘滑等现象和问题,使得深井钻井困难,钻头损坏严重。
旋冲钻井技术可以大大提高深井钻井的机械钻速,其基本原理是在旋转钻井的技术上,对钻头施加周期性的高频轴向冲击力。旋冲钻井技术相比其他钻井工艺,充分利用坚硬岩石脆性大,抗剪强度低,不耐冲击的特点,可以更加高效地进行破岩切削工作。目前,国内外用于旋冲钻井的工具极少,旋冲钻井工具的开发应用前景广阔。
发明内容
本发明的目的是:为了解决深井和超深井硬地层钻进困难、机械钻速低的问题,特提供一种脉冲式钻井液压锤。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:一种脉冲式钻井液压锤,是由上接头、定子壳体、螺杆橡胶定子、螺杆转子、万向轴、万向轴壳体、旋转水帽、配流筒、推力轴承、锤头、弹簧、外壳体和锤座构成;其结构特征是:上接头上端和上部钻柱丝扣连接,锤座下端和钻头丝扣连接;螺杆橡胶定子固定在定子壳体内腔,螺杆转子置入螺杆橡胶定子内腔,螺杆橡胶定子和螺杆转子的型线头数比为2:1;定子壳体上端和上接头下端丝扣连接,定子壳体下端和万向轴壳体上端丝扣连接;万向轴上端和螺杆转子下端丝扣连接,万向轴下端和旋转水帽上端丝扣连接;旋转水帽中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,旋转水帽下部周向均匀设置两个腰形通孔;配流筒内腔中部设置一圈台阶,配流筒上端设置一圈凸起外缘,配流筒上部周向均匀设置两个腰形通孔;推力轴承安装在配流筒内腔中部的台阶上;旋转水帽下部外圆和配流筒上部内腔间隙配合,旋转水帽下端面和推力轴承上端面接触,旋转水帽下部的腰形通孔和配流筒上部的腰形通孔轴向对齐;锤头外圆中部设置一圈凸起台阶,锤头上部外圆周向均匀设置四条轴向凹槽,锤头下端面设置两条正交凹槽;锤头安装在配流筒内腔下部;弹簧安装在锤头外圆下部,弹簧处于压缩状态;锤座内腔上部为砧板,砧板中心设置一通孔,锤座中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,锤座中部外圆设置为丝扣;配流筒下端和锤座上端丝扣连接;外壳体上端和万向轴壳体下端丝扣连接,外壳体下端和锤座中部丝扣连接。
本发明的有益效果是:(1)本发明可产生连续脉冲的水击压力,推动锤头连续锤击锤座,为钻头提供连续轴向冲击力;(2)本发明锤头对锤座提供轴向冲击力,可以使处于压缩状态的钻柱轴向应变减小;(3)本发明在传递扭矩的同时提供高频轴向冲击力,可以有效提高机械钻速;(4)本发明直接利用钻井液驱动,控制简单可靠;(5)纯机械结构,工作可靠。
附图说明
图1是本发明一种脉冲式钻井液压锤锤头下击状态的结构示意图;
图2是本发明一种脉冲式钻井液压锤锤头上返状态的结构示意图;
图3是图1A-A截面剖视图;
图4是图2B-B截面剖视图;
图5是本发明一种脉冲式钻井液压锤锤头的三维结构示意图;
图中:1.上接头、2.定子壳体、3.螺杆橡胶定子、4.螺杆转子、5.万向轴、6.万向轴壳体、7.旋转水帽、8.配流筒、9.推力轴承、10.锤头、11.弹簧、12.外壳体、13.锤座。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明一种脉冲式钻井液压锤,是由上接头1、定子壳体2、螺杆橡胶定子3、螺杆转子4、万向轴5、万向轴壳体6、旋转水帽7、配流筒8、推力轴承9、锤头10、弹簧11、外壳体12和锤座13构成;其结构特征是:上接头1上端和上部钻柱丝扣连接,锤座13下端和钻头丝扣连接;螺杆橡胶定子3固定在定子壳体2内腔,螺杆转子4置入螺杆橡胶定子3内腔,螺杆橡胶定子3和螺杆转子4的型线头数比为2:1;定子壳体2上端和上接头1下端丝扣连接,定子壳体2下端和万向轴壳体6上端丝扣连接;万向轴5上端和螺杆转子4下端丝扣连接,万向轴5下端和旋转水帽7上端丝扣连接;旋转水帽7中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,如图3和图4所示,旋转水帽7下部周向均匀设置两个腰形通孔;配流筒8内腔中部设置一圈台阶,配流筒8上端设置一圈凸起外缘,如图3和图4所示,配流筒8上部周向均匀设置两个腰形通孔;推力轴承9安装在配流筒8内腔中部的台阶上;旋转水帽7下部外圆和配流筒8上部内腔间隙配合,旋转水帽7下端面和推力轴承9上端面接触,旋转水帽7下部的腰形通孔和配流筒8上部的腰形通孔轴向对齐;锤头10安装在配流筒8内腔下部;弹簧11安装在锤头10外圆下部,弹簧11处于压缩状态;锤座13内腔上部为砧板,砧板中心设置一通孔,锤座13中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,锤座13中部外圆设置为丝扣;配流筒8下端和锤座13上端丝扣连接;外壳体12上端和万向轴壳体6下端丝扣连接,外壳体12下端和锤座13中部丝扣连接。
如图5所示,锤头10外圆中部设置一圈凸起台阶,锤头10上部外圆周向均匀设置四条轴向凹槽,锤头10下端面设置两条正交凹槽。
本发明本发明一种脉冲式钻井液压锤的工作原理是:下入本发明至井底,开泵循环钻井液,螺杆转子4通过万向轴5驱动旋转水帽7旋转,旋转水帽7的腰形通孔和配流筒8的腰形通孔之间形成的钻井液流道周期性变化,产生连续水击压力波动,从而周期性推动锤头10下击锤座13,每次锤头10下击以后在弹簧11的作用下向上返回。
Claims (4)
1.一种脉冲式钻井液压锤,是由上接头(1)、定子壳体(2)、螺杆橡胶定子(3)、螺杆转子(4)、万向轴(5)、万向轴壳体(6)、旋转水帽(7)、配流筒(8)、推力轴承(9)、锤头(10)、弹簧(11)、外壳体(12)和锤座(13)构成;其特征在于:上接头(1)上端和上部钻柱丝扣连接,锤座(13)下端和钻头丝扣连接;螺杆橡胶定子(3)固定在定子壳体(2)内腔,螺杆转子(4)置入螺杆橡胶定子(3)内腔,螺杆橡胶定子(3)和螺杆转子(4)的型线头数比为2:1;定子壳体(2)上端和上接头(1)下端丝扣连接,定子壳体(2)下端和万向轴壳体(6)上端丝扣连接;万向轴(5)上端和螺杆转子(4)下端丝扣连接,万向轴(5)下端和旋转水帽(7)上端丝扣连接;推力轴承(9)安装在配流筒(8)内腔中部的台阶上;旋转水帽(7)下部外圆和配流筒(8)上部内腔间隙配合,旋转水帽(7)下端面和推力轴承(9)上端面接触,旋转水帽(7)下部的腰形通孔和配流筒(8)上部的腰形通孔轴向对齐;锤头(10)安装在配流筒(8)内腔下部;弹簧(11)安装在锤头(10)外圆下部,弹簧(11)处于压缩状态;配流筒(8)下端和锤座(13)上端丝扣连接;外壳体(12)上端和万向轴壳体(6)下端丝扣连接,外壳体(12)下端和锤座(13)中部丝扣连接。
2.根据权利要求1所述的脉冲式钻井液压锤,其特征是:所述锤头(10)外圆中部设置一圈凸起台阶,锤头(10)上部外圆周向均匀设置四条轴向凹槽,锤头(10)下端面设置两条正交凹槽。
3.根据权利要求1所述的脉冲式钻井液压锤,其特征是:所述旋转水帽(7)中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,旋转水帽(7)下部周向均匀设置两个腰形通孔;配流筒(8)内腔中部设置一圈台阶,配流筒(8)上端设置一圈凸起外缘,配流筒(8)上部周向均匀设置两个腰形通孔。
4.根据权利要求1所述的脉冲式钻井液压锤,其特征是:所述锤座(13)内腔上部为砧板,砧板中心设置一通孔,锤座(13)中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间,锤座(13)中部外圆设置为丝扣。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107724952A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种脉动增扭马达 |
CN108756732A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-11-06 | 西南石油大学 | 基于螺杆与弹簧的周向冲击器 |
CN112377134A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-19 | 西华大学 | 一种偏心式往复进给开窗侧钻动力工具 |
CN112627721A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-09 | 李永和 | 一种连续轴向冲击破岩锤子 |
CN116856843A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-10 | 盐城市荣嘉机械制造有限公司 | 一种锤击式孔底马达 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140174779A1 (en) * | 2011-08-19 | 2014-06-26 | Pen-Rock As | High frequency fluid driven drill hammer percussion drilling in hard formations |
CN105239929A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-01-13 | 西南石油大学 | 利用旋冲振荡加压实现高效破岩的井下工具 |
CN205135400U (zh) * | 2015-10-29 | 2016-04-06 | 中国石油大学(北京) | 一种勘探井可回收式高频液动冲击器 |
CN105909166A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-08-31 | 西南石油大学 | 钻井提速增效用螺旋式双级复合冲击器 |
CN106089018A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-09 | 西南石油大学 | 一种高频扭转冲击钻具 |
CN106522829A (zh) * | 2016-11-27 | 2017-03-22 | 天津市高原瑞丰工贸有限公司 | 一种钻井用旋冲螺杆钻具 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140174779A1 (en) * | 2011-08-19 | 2014-06-26 | Pen-Rock As | High frequency fluid driven drill hammer percussion drilling in hard formations |
CN205135400U (zh) * | 2015-10-29 | 2016-04-06 | 中国石油大学(北京) | 一种勘探井可回收式高频液动冲击器 |
CN105239929A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-01-13 | 西南石油大学 | 利用旋冲振荡加压实现高效破岩的井下工具 |
CN105909166A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-08-31 | 西南石油大学 | 钻井提速增效用螺旋式双级复合冲击器 |
CN106089018A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-09 | 西南石油大学 | 一种高频扭转冲击钻具 |
CN106522829A (zh) * | 2016-11-27 | 2017-03-22 | 天津市高原瑞丰工贸有限公司 | 一种钻井用旋冲螺杆钻具 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107724952A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种脉动增扭马达 |
CN107724952B (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种脉动增扭马达 |
CN108756732A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-11-06 | 西南石油大学 | 基于螺杆与弹簧的周向冲击器 |
CN108756732B (zh) * | 2018-08-02 | 2023-11-14 | 西南石油大学 | 基于螺杆与弹簧的周向冲击器 |
CN112377134A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-19 | 西华大学 | 一种偏心式往复进给开窗侧钻动力工具 |
CN112377134B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-05-03 | 西华大学 | 一种偏心式往复进给开窗侧钻动力工具 |
CN112627721A (zh) * | 2020-12-19 | 2021-04-09 | 李永和 | 一种连续轴向冲击破岩锤子 |
CN112627721B (zh) * | 2020-12-19 | 2022-11-01 | 盘锦卓汇钻井技术开发有限责任公司 | 一种连续轴向冲击破岩锤子 |
CN116856843A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-10 | 盐城市荣嘉机械制造有限公司 | 一种锤击式孔底马达 |
CN116856843B (zh) * | 2023-07-05 | 2024-03-15 | 盐城市荣嘉机械制造有限公司 | 一种锤击式孔底马达 |
Also Published As
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