液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)、液動(dòng)錘以及井下鉆探裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下鉆進(jìn)施工設(shè)備，尤其涉及一種液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)、液動(dòng)錘以及井下鉆探裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣勘探開發(fā)鉆井中采用液動(dòng)錘技術(shù)可大幅度提高鉆進(jìn)效率和鉆孔質(zhì)量，尤其對(duì)于堅(jiān)硬地層。而將液動(dòng)錘與孔底動(dòng)力鉆具相結(jié)合，既可實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)，又可降低鉆桿轉(zhuǎn)速和孔內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)被越來越多的人認(rèn)可。但是，液動(dòng)錘與孔底動(dòng)力鉆具排量存在較大差異，例如，作為常用孔底動(dòng)力鉆具的螺桿鉆具排量要比液動(dòng)錘大50%左右；泥漿作為液動(dòng)錘與螺桿馬達(dá)共同的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，根據(jù)排量差異，應(yīng)當(dāng)對(duì)液動(dòng)錘或螺桿馬達(dá)的泥漿進(jìn)行分流，以提高鉆探裝置的適用范圍。
[0003]目前具有分流功能的液動(dòng)錘結(jié)構(gòu)如中國專利ZL201210266655.4公開的具有泥漿分流和側(cè)壁密封功能的液動(dòng)錘，該專利公開的液動(dòng)錘結(jié)構(gòu)采用分流嘴與扇形空區(qū)構(gòu)成的分流結(jié)構(gòu)，以減輕高壓泥漿對(duì)缸體的沖蝕，進(jìn)而提高液動(dòng)錘整體使用壽命；該專利技術(shù)的缺陷主要是:1、分流結(jié)構(gòu)尤其是扇形空區(qū)，主要是由凸臺(tái)、內(nèi)管和外管構(gòu)成的區(qū)域，它是調(diào)整泥漿流量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，此整體組合結(jié)構(gòu)長期被泥漿侵蝕易發(fā)生堵塞和磨損，更換拆裝難度很大，成本也非常高；2、無法對(duì)分流的泥漿進(jìn)行流量的精確限定和調(diào)節(jié)，若液動(dòng)錘與其他鉆探裝置的協(xié)同使用，一方面無法滿足驅(qū)動(dòng)泥漿介質(zhì)的精確分流要求，另一方面對(duì)分流結(jié)構(gòu)的換裝難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)、基于該分流機(jī)構(gòu)的液動(dòng)錘以及井下鉆探裝置。
[0005]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)，它包括上接頭、外管以及位于外管內(nèi)的上噴嘴和上缸套，所述外管連接于上接頭，上噴嘴連接在上接頭和上缸套之間，其特征在于，所述上接頭的中心通道外周均勻排布有若干個(gè)用于泥漿分流的分流孔，每個(gè)分流孔內(nèi)安裝有分流嘴，所述分流孔和分流嘴的內(nèi)部與外管和上缸套之間的排出腔相連通。
[0006]所述分流嘴通過螺紋結(jié)構(gòu)安裝在分流孔內(nèi)；分流嘴包括擋頭、合金噴嘴和分流嘴體，它們沿泥漿來向依次排布，所述擋頭螺紋連接在合金噴嘴端部，且將合金噴嘴固定在分流嘴體內(nèi)；所述分流嘴體外周對(duì)稱分布有便于擰卸的凸臺(tái)，分流嘴體和分流孔內(nèi)壁之間還設(shè)有若干個(gè)O形圈。
[0007]所述上噴嘴設(shè)有用于限定分流嘴位置的第一臺(tái)階，第一臺(tái)階與分流嘴體靠近排出腔的一端接觸。所述上噴嘴正對(duì)分流嘴中泥漿噴出方向的壁面為一倒圓。
[0008]優(yōu)選的是:所述合金噴嘴整體采用YG類硬質(zhì)合金壓制而成，合金噴嘴的內(nèi)徑:分流嘴體(4)內(nèi)徑<2:3，且合金噴嘴內(nèi)腔兩端均設(shè)有15-75°倒角。
[0009]所述上噴嘴與上接頭、上缸套均為過盈配合，并在上噴嘴與上接頭以及上噴嘴與上缸套的配合面分別設(shè)置O形圈，上噴嘴上還設(shè)有對(duì)上缸套進(jìn)行限位的第二臺(tái)階；所述上缸套外周均勻分布有若干個(gè)對(duì)上缸套進(jìn)行導(dǎo)正的過水槽。
[0010]一種液動(dòng)錘，其特征在于，它包括上述的液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)，所述液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)中的上接頭中心通道、上噴嘴內(nèi)腔與液動(dòng)錘鉆具的工作腔相連通。
[0011]一種井下鉆探裝置，其特征在于，它包括孔底動(dòng)力鉆具和上述的液動(dòng)錘，所述孔底動(dòng)力鉆具排出的泥漿經(jīng)過液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)分流，從液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)中排出腔排出的泥漿進(jìn)入液動(dòng)錘鉆具的工作腔，作為液動(dòng)錘鉆具的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用安全可靠的分流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，分流效果良好，性能穩(wěn)定，可通過更換不同內(nèi)徑的合金噴嘴進(jìn)而獲得不同的分流排量，調(diào)節(jié)范圍廣，合金噴嘴為硬質(zhì)合金整體壓制，工作壽命長。本發(fā)明克服了當(dāng)前螺桿鉆具等孔孔底動(dòng)力鉆具和液動(dòng)錘排量差異問題，提高液動(dòng)錘的排量適應(yīng)范圍，能夠適應(yīng)與螺桿馬達(dá)等其他井下動(dòng)力鉆具相結(jié)合的多工藝要求。可廣泛應(yīng)用于石油天然氣鉆井、新能源勘探與開發(fā)等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0014]圖2為本發(fā)明液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)與液動(dòng)錘鉆具的裝配結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0015]圖3為本發(fā)明液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)與液動(dòng)錘鉆具和孔底動(dòng)力鉆具的裝配結(jié)構(gòu)剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種液動(dòng)錘分流機(jī)構(gòu)，它包括上接頭1、外管6以及位于外管6內(nèi)的上噴嘴5和上缸套7，所述外管6連接于上接頭I，上噴嘴5連接在上接頭I和上缸套7之間，其結(jié)構(gòu)是，所述上接頭I的中心通道101外周均勻排布有若干個(gè)用于泥漿分流的分流孔8，每個(gè)分流孔8內(nèi)安裝有分流嘴，所述分流孔8和分流嘴的內(nèi)部與外管6和上缸套7之間的排出腔9相連通。上接頭I的中心通道101可確保合適流量的泥漿通過進(jìn)入液動(dòng)錘工作腔驅(qū)動(dòng)液動(dòng)錘工作，在中心通道101周圍均勻分布的分流孔8和分流嘴作為分流工作通道，將進(jìn)入中心通道101的泥漿分流。
[0018]所述分流嘴通過螺紋結(jié)構(gòu)安裝在分流孔8內(nèi)；分流嘴包括擋頭2、合金噴嘴3和分流嘴體4，它們沿泥漿來向依次排布，所述擋頭2螺紋連接在合金噴嘴3端部，且將合金噴嘴3固定在分流嘴體4內(nèi)。分流嘴采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在安裝時(shí)，先將合金噴嘴3先裝入分流嘴體4內(nèi)，然后再將擋頭2與分流嘴體4用螺紋連接，并將合金噴嘴3頂死而不致其上下串動(dòng)。這種分體式結(jié)構(gòu)不僅組裝方便，維護(hù)更換簡單，還能夠通過各種尺寸部件的組合控制分流嘴中泥漿的流量。
[0019]分流嘴體4外周對(duì)稱分布有便于擰卸的凸臺(tái)，分流嘴體4和分流孔8內(nèi)壁之間還設(shè)有若干個(gè)O形圈401。這里的凸臺(tái)可在分流嘴與分流孔8螺紋擰緊后牢牢貼住分流孔8內(nèi)壁，使分流嘴受到與擰緊力相反的推力，利于分流嘴限位和固定，同時(shí)也避免螺紋緊固力太大妨礙分流嘴拆卸；0形圈401的數(shù)量根據(jù)密封需要設(shè)為1-4個(gè)，它能夠起到很好的密封效果。
[0020]上噴嘴5設(shè)有用于限定分流嘴位置的第一臺(tái)階501，第一臺(tái)階501與分流嘴體4靠近排出腔9的一端接觸。上噴嘴5的第一臺(tái)階501正好頂住分流嘴靠近排出腔9的一端，確保即使連接螺紋失效分流嘴依然可以處在原位并繼續(xù)工作。所述上噴嘴5正對(duì)分流嘴中泥漿噴出方向的壁面為一倒圓503。倒圓503為R2-R20圓弧，它能夠在泥漿噴出時(shí)降低流阻，也降低分流嘴出口的高速射流對(duì)上噴嘴5的沖蝕。
[0021]所述合金噴嘴3整體采用YG類硬質(zhì)合金壓制而成，合金噴嘴3的內(nèi)徑:分流嘴體
(4)內(nèi)徑<2:3，且合金噴嘴3內(nèi)腔兩端均設(shè)有15-75°倒角，倒角設(shè)計(jì)可降低泥漿的流阻。
[0022]所述上噴嘴5與上接頭1、上缸套7均為過盈配合，并在上噴嘴5與上接頭I以及上噴嘴5與上缸套7的配合面分別設(shè)置O形圈504，上噴嘴5上還設(shè)有對(duì)上缸套7進(jìn)行限位的第二臺(tái)階502。O形圈504