专利名称：一种液动双作用旋冲钻具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻探工具，属于适用于钻探硬地层的一种液动双作用旋冲钻具。
目前，国内研制的液动双作用旋冲钻具存在以下缺点(1)水击阀的低压腔及冲锤低压腔直接与钻具外连通，致使工具内的工作压差受钻头水眼尺寸及钻具以下钻井液流道畅通与否等因素影响，同时影响喷射钻井工艺的实施；(2)工具内形成工作压差的节流喷嘴为固定尺寸，即只要在工作排量下，喷嘴前后始终存在一个定值工作压差，当冲锤上行时，起向上推动冲锤的积极作用，但冲锤下行时，起阻碍冲锤的不利作用；(3)水击阀芯和冲锤上的密封材料为橡胶或夹布橡胶，不适合于动密封，因而降低了整套工具的使用寿命；(4)钻具与钻头之间由尺寸较小的轴连接，一旦断裂，钻头就会掉到井底，需提出全部钻柱，进行打捞作业，增加了劳动强度，延长了钻井周期，造成浪费。
本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足而提供一种钻速高、寿命长且可靠性高的液动双作用旋冲钻具。
本实用新型的目的通过以下技术方案来达到附
图1是本实用新型的结构图。
由
图1所示，本实用新型由上接头1、主体2、水击阀芯3、支撑环4、动密封元件5、定位销8和节流阀芯9组成，其特点是与上接头1以螺纹连接的主体2内置有隔套7且二者间密封，隔套7两端设有的孔连同隔套7与主体2之间的环隙构成钻井液自呼吸机构；隔套7内置有支撑环4和冲锤6，冲锤6与支撑环4和隔套7之间均装有动密封元件5；支撑环4内装有水击阀芯3；冲锤6下端内部以定位销8固定有可自动开闭的节流阀芯9，隔套7下端内部置有砧轴10，砧轴10与钻头体12之间装有轴承，在主体2与钻头体12之间固有自捞套11，钻头体12上镶有钻头齿13。
本实用新型与上述现有技术相比具有如下优点由于隔套7两端设有的孔连同隔套7与主体2之间的环隙构成钻井液自呼吸机构，即由隔套7和主体2形成的环隙把水击阀3低压腔及冲锤6低压腔与节流阀9以下低压腔连通设计，使得工作压差只与节流阀9上下压差有关，而避免了与钻头水眼尺寸及工具以下通道卡阻等因素的影响，既保证了工具性能的稳定，又不影响高压喷射钻井；由于节流阀9可自动开闭，使得冲锤6上行时节流阀9关闭，其上下存在工作压差，确保冲锤6正常上行，冲锤6下行时节流阀9开启，其上下不存在工作压差，确保冲锤6正常地以最大能量下行冲击砧轴10；冲锤6与支撑环4和隔套7之间均装有特制的动密封元件5，其耐磨性和耐温性能均大大提高，因而提高了整个钻具的工作寿命；还由于在主体2与钻头体12之间固有自捞套11，使得在砧轴10断开的情况下，钻头12与以上部件分离时，自捞套11能自动悬挂住钻头12，并可直接起钻将钻头12卸下，而不需要下井打捞钻头12。
液动双作用旋冲钻具是把钻井液能量转化成对钻头的高频机械冲击能量，从而实现破岩的一种钻井工具。当钻头12接触井底时，工具内的节流阀9关闭，建立工作压差；此时，水击阀3、冲锤6的上下端建立工作压差，水击阀3和冲锤6分先后顺序在工作压差作用下上行；当冲锤6上行直至与达到上死点的水击阀阀芯3接触，冲锤6的上升力被截止，此时节流阀9打开，工作压力为零；与此同时，钻井液通道被突然关闭，钻井液速度突然降为零随之引起惯性水力作用，而使压强突然增加(即产生水击压强)；在惯性水击压强作用下，水击阀芯3与冲锤6一同迅速下行，在水击阀芯3下行一定行程时被支撑座限制而与冲锤6分开，冲锤6因惯性作用继续向下运动，直至冲击砧轴，实现对岩石的冲击，此时节流阀9关闭又建立了工作压差，与此同时，钻井液循环已恢复，水击阀芯3和冲锤6在工作压差作用下分先后顺序上行，如此周而复始。
权利要求1.一种液动双作用旋冲钻具，由上接头(1)、主体(2)、水击阀芯(3)、支撑环(4)、动密封元件(5)、定位销(8)和节流阀芯(9)组成，其特征在于与上接头(1)以螺纹连接的主体(2)内置有隔套(7)且二者间密封，隔套(7)两端设有的孔连同隔套(7)与主体(2)之间的环隙构成钻井液自呼吸机构；隔套(7)内置有支撑环(4)和冲锤(6)，冲锤(6)与支撑环(4)和隔套(7)之间均装有动密封元件(5)；支撑环(4)内装有水击阀芯(3)；冲锤(6)下端内部以定位销(8)固定有可自动开闭的节流阀芯(9)，隔套(7)下端内部置有砧轴(10)，砧轴(10)与钻头体(12)之间装有轴承，在主体(2)与钻头体(12)之间固有自捞套(11)，钻头体(12)上镶有钻头齿(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于含硬岩层的物探地震炮眼、深井及超深井钻探的液动双作用旋冲钻具。其特点是设计了钻井液自呼吸机构,设计了高工作寿命的动密封元件,还设计了打捞套,解决了硬地层机械钻速慢、钻压加压困难、钻具寿命短及井眼易斜等问题,并具备不影响喷射钻井、自动打捞钻头等优点。
文档编号E21B4/06GK2386176SQ99224568
公开日2000年7月5日 申请日期1999年7月23日 优先权日1999年7月23日
发明者刘玉民, 祁兆清, 韩玉安, 蔡长风, 孙艳龙 申请人:大庆石油管理局钻井研究所