本實用新型涉及一種鉆頭徑向震擊器,屬于鉆孔機械領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在井下,PDC鉆頭的運動是極其無序的,包括橫向、縱向和扭向的振動及這幾種振動的組合。井下振動會損壞單個PDC切削齒,導致鉆頭壽命降低,引起扭矩波動干擾定向控制和隨鉆測井(LWD)信號,以及產(chǎn)生不規(guī)則井眼降低井身質(zhì)量。。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中的PDC鉆頭運動規(guī)律無序的技術(shù)問題,提供一種鉆頭徑向震擊器。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種鉆頭徑向震擊器,包括一個上殼體,在上殼體的一端設(shè)置有鉆桿連接部,在所述殼體的另一端設(shè)置有用于連接鉆頭的下接頭,在下接頭與鉆桿連接部之間設(shè)置有一個震擊組件;在所述上殼體內(nèi)壁沿軸線設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)動座,震擊組件轉(zhuǎn)動連接在兩個轉(zhuǎn)動座之間;所述震擊組件包括一個與前述兩個轉(zhuǎn)動座轉(zhuǎn)動連接的換向錘體閥,換向錘體閥為一個柱形結(jié)構(gòu),其軸向兩端設(shè)置有兩個限位環(huán)用于與轉(zhuǎn)動座接觸,在換向錘體閥中部沿其軸線貫穿設(shè)置有一個導流孔;在所述換向錘體閥朝向鉆桿連接部的一端部上套接有一個周向沖擊擺錘,周向沖擊擺錘的外壁與上殼體之間滑動連接且與對應一側(cè)的轉(zhuǎn)動座之間設(shè)置有間隙,在所述周向沖擊擺錘的內(nèi)壁與換向錘體閥的外壁之間設(shè)置有一個環(huán)形的導流間隙,在所述換向錘體閥的軸向另一端設(shè)置有一個泄流環(huán),在所述泄流環(huán)內(nèi)環(huán)形陣列設(shè)置有若干泄流孔,在所述換向錘體閥的內(nèi)壁環(huán)形陣列設(shè)置有若干與前述泄流孔對應的排流孔;在所述泄流環(huán)與周向沖擊擺錘之間還設(shè)置有一個套接在周向沖擊擺錘外壁上的擺錘座,在所述擺錘座內(nèi)環(huán)形陣列設(shè)置有若干與換向錘體閥同軸的泄壓孔,所述泄壓孔與泄流孔連通,鉆桿連接部內(nèi)設(shè)置有一個與導流孔連通的連接通孔。
作為本實用新型的進一步創(chuàng)新,在所述上殼體朝向鉆桿連接部的一端部與轉(zhuǎn)動座之間設(shè)置有一個導流孔座,在導流孔座中部設(shè)置有一個與導流孔連通的流動孔,在所述導流孔座外壁與上殼體內(nèi)壁之間還設(shè)置有一個緩沖空腔,流動孔的內(nèi)壁上設(shè)置有一個與緩沖空腔之間連通的排水孔。
作為本實用新型的進一步創(chuàng)新,所述轉(zhuǎn)動座分為上軸承座和下軸承座,其中上軸承座位于鉆桿連接部的一端,上軸承座通過一個滾子軸承與換向錘體閥之間轉(zhuǎn)動連接,所述下軸承座位于下接頭的一端,所述下軸承座內(nèi)通過一個止推軸承與換向錘體閥的限位環(huán)轉(zhuǎn)動連接。
作為本實用新型的進一步創(chuàng)新,所述泄流孔的直徑小于泄壓孔的直徑。
作為本實用新型的進一步創(chuàng)新,所述導流孔座包括一個環(huán)形的連接環(huán),所述連接環(huán)通過密封膠圈與上殼體內(nèi)壁固定連接,在所述上殼體端部還設(shè)置有一個用于限制連接環(huán)移動的漸縮口。
作為本實用新型的進一步創(chuàng)新,所述鉆桿連接部包括一個錐形的連接套,在連接套的外壁設(shè)置有螺紋,連接套與上殼體之間為一體結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有益效果是:
1、本結(jié)構(gòu)通過一個浮動的軸向沖擊擺錘,在鉆頭的轉(zhuǎn)動下會往復的打開和關(guān)閉泥漿輔助流路,通過流路快速的打開和關(guān)閉產(chǎn)生沖擊力。
2、扭力沖擊器“扭力牛仔”鋼體外殼和鉆頭套筒獨特的倒扣交錯式連接牢固可靠。扭力沖擊器扭力沖擊發(fā)生器外部物理尺寸緊湊,內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)合理,泥漿流道通暢,無任何橡膠件,無任何電子元器件。另外,即使扭力沖擊器扭力沖擊器失效,它也只是相當于一個鉆頭短節(jié)和PDC鉆頭一起繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并不影響繼續(xù)鉆進,并不需要對此進行起下鉆,但性能相當于又回到之前不用扭力沖擊器沖擊器的狀態(tài)中,這時的機械鉆速會降低,但沒有任何其他風險。
3、使用扭力沖擊器扭力沖擊發(fā)生器,會大大增加機械鉆速和鉆井導向性,使PDC更有效地剪切破碎地層。
4、泥漿流量和流速越大,扭力沖擊器扭力沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的沖擊能量也越大,對鉆頭產(chǎn)生的機械鉆速以及沖擊的頻率也越高。
5、扭力沖擊器扭力沖擊發(fā)生器由于是從扭向上產(chǎn)生的穩(wěn)定均勻的高頻沖擊,所以只適用于金剛石鉆頭。產(chǎn)生的所謂振動或沖擊,不會對PDC鉆頭的金剛石覆合片產(chǎn)生損壞,反而會延長PDC鉆頭壽命,同時也減弱其他鉆具的疲勞強度,延長其他鉆具的壽命。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1、鉆桿連接部;2、上殼體;3、導流孔座;4、上軸承座;5、滾子軸承;6、周向沖擊擺錘;7、擺錘座;8、換向錘體閥;9、泄流環(huán);10、下軸承座;11、止推軸承;12、下接頭。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu),因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1所示,本實用新型為一種鉆頭徑向震擊器,包括一個上殼體,在上殼體的一端設(shè)置有鉆桿連接部,所述鉆桿連接部包括一個錐形的連接套,在連接套的外壁設(shè)置有螺紋,連接套與上殼體之間為一體結(jié)構(gòu),在所述殼體的另一端設(shè)置有用于連接鉆頭的下接頭,在下接頭與鉆桿連接部之間設(shè)置有一個震擊組件;在所述上殼體內(nèi)壁沿軸線設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)動座,震擊組件轉(zhuǎn)動連接在兩個轉(zhuǎn)動座之間,所述轉(zhuǎn)動座分為上軸承座和下軸承座,所述震擊組件包括一個與前述上軸承座和下軸承座轉(zhuǎn)動連接的換向錘體閥,換向錘體閥為一個柱形結(jié)構(gòu),其中上軸承座位于鉆桿連接部的一端,上軸承座通過一個滾子軸承與換向錘體閥之間轉(zhuǎn)動連接,所述下軸承座位于下接頭的一端,所述下軸承座內(nèi)通過一個止推軸承與換向錘體閥的限位環(huán)轉(zhuǎn)動連接,在換向錘體閥中部沿其軸線貫穿設(shè)置有一個導流孔;在所述換向錘體閥朝向鉆桿連接部的一端部上套接有一個周向沖擊擺錘,周向沖擊擺錘的外壁與上殼體之間滑動連接且與對應一側(cè)的轉(zhuǎn)動座之間設(shè)置有間隙,在所述周向沖擊擺錘的內(nèi)壁與換向錘體閥的外壁之間設(shè)置有一個環(huán)形的導流間隙,在所述換向錘體閥的軸向另一端設(shè)置有一個泄流環(huán),在所述泄流環(huán)內(nèi)環(huán)形陣列設(shè)置有若干泄流孔,在所述換向錘體閥的內(nèi)壁環(huán)形陣列設(shè)置有若干與前述泄流孔對應的排流孔;在所述泄流環(huán)與周向沖擊擺錘之間還設(shè)置有一個套接在周向沖擊擺錘外壁上的擺錘座,在所述擺錘座內(nèi)環(huán)形陣列設(shè)置有若干與換向錘體閥同軸的泄壓孔,所述泄壓孔與泄流孔連通,所述泄流孔的直徑小于泄壓孔的直徑,鉆桿連接部內(nèi)設(shè)置有一個與導流孔連通的連接通孔。
在所述上殼體朝向鉆桿連接部的一端部與轉(zhuǎn)動座之間設(shè)置有一個導流孔座,在導流孔座中部設(shè)置有一個與導流孔連通的流動孔,在所述導流孔座外壁與上殼體內(nèi)壁之間還設(shè)置有一個緩沖空腔,流動孔的內(nèi)壁上設(shè)置有一個與緩沖空腔之間連通的排水孔,所述導流孔座包括一個環(huán)形的連接環(huán),所述連接環(huán)通過密封膠圈與上殼體內(nèi)壁固定連接,在所述上殼體端部還設(shè)置有一個用于限制連接環(huán)移動的漸縮口。
安裝時,首先在殼體內(nèi)裝入導流孔座,隨后依次塞入上軸承座、滾子軸承、沖擊擺錘、擺錘座、換向錘體閥、止推軸承、下軸承座,最后通過緊固件裝入下接頭;
使用時,泥漿從下接頭進入到導流孔中,隨后部分泥漿通過泄流孔進入到泄壓孔,帶有壓力的泥漿對沖擊擺錘產(chǎn)生一定的沖擊使其發(fā)生軸向移動,移動后部分壓力從沖擊擺錘與上軸承座之間的間隙中排出,而后沖擊擺錘泄壓完畢,在重力的作用下回位,之后往復,使得鉆頭產(chǎn)生周期性的沖擊振動。
以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示,通過上述的說明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi),進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。