一种液动冲击器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液动冲击器，特别是井下液动冲击器，主要用于油田岩层钻井，属于石油工业油气勘探的专用钻井工具。
【背景技术】
[0002]目前国内的石油天然气钻采大多采用传统的钻具开采，主要是旋转钻进破岩，当钻头遇岩层时由于岩石的可钻性差，旋转剪切破碎的方法效率很低，岩石对钻头和钻具的磨损严重影响钻头的工作效率。随着开采要求的不断提高，目前传统的钻进方式已不能满足快速钻进的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能大幅提高钻进速度，装卸方便的液动冲击器，解决现有技术存在的缺憾。
[0004]本发明采用如下技术方案实现:
[0005]—种液动冲击器，其特征在于，该液动冲击器包括冲击座1、传动套2、外壳3、导向套4、锤头组件5、旋转体组件6、涡轮组件7、接头8，高压流体从所述接头8处流入冲击器内，接头8与涡轮组件7相连,所述涡轮组件7通过传动轴与旋转体组件6相连,所述旋转体组件6内套装有锤头组件5,所述锤头组件5在旋转体组件6的带动下可沿着液动冲击器的轴线方向做往复运动，当旋转体组件6在润轮组件7的带动下做自轴旋转时,锤头组件5的上方能够形成可变空间a，高速流体进入可变空间a内被压缩增压，为锤头组件5提供向下冲击的积蓄能量。
[0006]进一步的，所述锤头组件5的外表面交错间隔地设置有旋翼片b，所述旋转体组件6上开有与所述旋翼片b对应匹配的旋翼槽d。
[0007]进一步的，所述旋翼片b共有两列，沿所述锤头组件5的外表面均匀分布，同列的旋翼片b间隔分布，两列旋翼片b之间交错分布，所述旋翼片b的数量为2?30个，每个旋翼片b的提升高度为2?500mm，每个旋翼片b的螺旋角度为30°?330°，每个旋翼片b的螺旋宽度为10?40mm。
[0008]进一步的，所述导向套4的一端设置有导向杆，所述锤头组件5对应的一端设置有与所述导向杆匹配的导向槽。
[0009]进一步的，所述涡轮组件7的传动轴涡轮下端开通有四个孔，传动轴的中心通孔和该四个孔与下部流道连通。
[0010]进一步的，所述涡轮组件7沿轴线分布I?50级，每级涡轮都由定子和转子组成。
[0011]进一步的，所述涡轮组件7的上下端均设置用于减少涡轮转动产生冲击的波形弹簧垫圈，还设置有波形弹簧行程限位保护环。
[0012]进一步的，所述的旋转体组件6的螺旋翼片上开有镶嵌耐磨材料的开槽或圆孔，开槽或者圆孔内焊接或者镶嵌的材料可为硬质合金块，金刚石复合片，碳化钨或者镍基合金等高耐磨焊接介质，增加共工作面耐磨性能，延长使用寿命。
[0013]进一步的，所述的锤头组件5的螺旋翼片上开有镶嵌耐磨材料的开槽或圆孔，开槽或者圆孔内焊接或者镶嵌的材料可为硬质合金块，金刚石复合片，碳化钨或者镍基焊接介质，增加工作面耐磨性能，延长使用寿命。
[0014]本发明具备的有益技术效果是:将高压流体的动能转换为周期性的冲击动作让锤头做往复运动间断冲击钻头，利用该原理可以大幅提高井下作业效率，缩短钻井时间从而节约钻井成本，提高经济和社会效益。
【附图说明】
[0015]图1是液动冲击器的整体装配图。
[0016]图2是液动冲击器的旋转体组件。
[0017]图3是液动冲击器的锤头组件。
[0018]图4是导向套的示意图。
【具体实施方式】
[0019]本发明的主要思想，是在钻井作业中在底部钻具组合安装此工具，利用高压液体作为动力实现锤头的往复运动使得冲击载荷作用于钻头实现旋转和冲击复合破碎岩层。通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
[0020]如图1至图4所示的液动冲击器，该液动冲击器包括冲击座1、传动套2、外壳3、导向套4、锤头组件5、旋转体组件6、涡轮组件7、接头8，高压流体从接头8处流入冲击器内，首先进入涡轮组件7内，涡轮将高速流体的动能转化为旋转运动方向的动能，从而带动连接在涡轮组件7上的旋转体组件6的旋转,涡轮组件7内部有数个推力球轴承串保证涡轮组件旋转运动的顺畅。接头8与涡轮组件7相连,涡轮组件7通过传动轴与旋转体组件6相连,旋转体组件6内套装有锤头组件5,锤头组件5在旋转体组件6的带动下可沿着液动冲击器的轴线方向做往复运动，当旋转体组件6在润轮组件7的带动下做自轴旋转时，锤头组件5的上方能够形成可变空间a，高速流体进入可变空间a内被压缩增压，为锤头组件5提供向下冲击的积蓄能量。导向套4的一端设置有导向杆，锤头组件5对应的一端设置有与导向杆匹配的导向槽，导向杆和导向槽相互配合，限制了锤头组件5的周向旋转运动，从而让锤头组件5只能沿着轴线做往复运动。涡轮组件7的传动轴涡轮下端开通有四个孔，传动轴的中心通孔和该四个孔与下部流道连通。涡轮组件7沿轴线分布I?50级，每级涡轮都由定子和转子组成。涡轮组件7的上下端均设置用于减少涡轮转动中产生冲击的波形弹簧垫圈，还设置有波形弹簧行程限位保护环。
[0021]当自由状态下(即该液动冲击器处于井底部时)锤头组件5处于紧靠导向套4 一侦牝当有钻杆内有高压液体流经涡轮组件7时，涡轮产生高速旋转，通过传动轴带动旋转体组件6高速旋转，旋转体组件6与锤头组件5的连接方式为螺旋连接方式(类似于螺纹连接方式)，由于锤头的导向槽c与导向套导向柱d组成只可沿轴向方向运动的连接关系，即锤头组件5只能做往复运动不能做旋转运动，这样使得锤头组件5只能沿轴线往复运动，从而当旋转体组件6旋转时带动锤头组件5向上运动，当锤头组件5上升到一设定高度(2?50mm)，锤头组件5在提升的过程中对其上部即旋转体组件内的流体压缩增压，从而为锤头组件5的向下冲击运动积蓄动能，当旋转体组件6再旋转30°后，旋转体组件6与锤头组件5间的螺旋突然脱开，此时锤头组件5上方的高压液体能量开始释放，带动锤头组件5产生高速冲击，直接作用在导向套4上，导向套4将冲击力传递到冲击座上I上，这样就为连接在冲击座I上的钻头提供瞬间冲击，从而产生破岩效果提升钻头工作效率。
[0022]锤头组件5的外表面交错间隔地设置有旋翼片b，旋转体组件6上开有与旋翼片b对应匹配的旋翼槽d。由于旋翼片b的方向与旋转体的旋翼槽d旋转方向呈相反的分布，故旋转体组件6旋转时将带动锤头组件5的向上运动，运动到一设定高度后螺旋间自动脱落锤头组件5在压力和重力作用下锤头组件6底部贴紧冲击座端面，从而完成一次完整的冲击动作。作为优选的技术方案:旋翼片b共有两列,沿锤头组件5的外表面均勻分布，同列的旋翼片b间隔分布，两列旋翼片b之间交错分布，所述旋翼片b的数量为2?30个，每个旋翼片b的提升高度为2?50mm，每个旋翼片b的螺旋角度为30°?330°，每个旋翼片b的螺旋宽度为10?40mm。
[0023]当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种液动冲击器,其特征在于,该液动冲击器包括冲击座(I)、传动套(2)、外壳(3)、导向套(4)、锤头组件(5)、旋转体组件(6)、涡轮组件(7)、接头(8)，高压流体从所述接头(8)处流入冲击器内，接头(8)与涡轮组件(7)相连，所述涡轮组件(7)通过传动轴与旋转体组件(6 )相连,所述旋转体组件(6 )内套装有锤头组件(5 ),所述锤头组件(5 )在旋转体组件(6)的带动下可沿着液动冲击器的轴线方向做往复运动，当旋转体组件(6)在涡轮组件(7)的带动下做自轴旋转时，锤头组件(5)的上方能够形成可变空间(a)，高速流体进入可变空间(a)内被压缩增压，为锤头组件(5)提供向下冲击积蓄能量。
2.根据权利要求1所述的液动冲击器其特征在于，所述锤头组件(5)的外表面交错间隔地设置有旋翼片(b)，所述旋转体组件(6)上开有与所述旋翼片(b)对应匹配的旋翼槽⑷。
3.根据权利要求2所述的液动冲击器，其特征在于，所述旋翼片(b)共有两列，沿所述锤头组件(5)的外表面均匀分布，同列的旋翼片(b)间隔分布，两列旋翼片(b)之间交错分布，所述旋翼片(b)的数量为2?30个，每个旋翼片(b)的提升高度为2?50mm，每个旋翼片(b)的螺旋角度为30°?330°，每个旋翼片(b)的螺旋宽度为10?40mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的液动冲击器，其特征在于，所述导向套(4)的一端设置有导向杆，所述锤头组件(5)对应的一端设置有与所述导向杆匹配的导向槽。
5.根据权利要求1或2或3所述的液动冲击器，其特征在于，所述涡轮组件(7)的传动轴涡轮下端开通有四个孔，传动轴的中心通孔和该四个孔与下部流道连通。
6.根据权利要求1或2或3所述的液动冲击器，其特征在于，所述涡轮组件(7)沿轴线分布I?50级，每级涡轮都由定子和转子组成。
7.根据权利要求1或2或3所述的液动冲击器，其特征在于，所述涡轮组件(7)的上下端均设置用于减少涡轮转动中产生冲击的波形弹簧垫圈，还设置有波形弹簧行程限位保护环。
8.根据权利要求1所述的液动冲击器，其特征在于，所述旋转体组件的螺旋翼片上开有镶嵌耐磨材料的开槽或圆孔，开槽或者圆孔内焊接或者镶嵌的材料可为硬质合金块、金刚石复合片、碳化钨或者镍基合金等高耐磨焊接介质，增加共工作面耐磨性能，延长使用寿命O
9.根据权利要求1所述的液动冲击器，其特征在于，所述锤头组件的螺旋翼片上开有镶嵌耐磨材料的开槽或圆孔，开槽或者圆孔内焊接或者镶嵌的材料可为硬质合金块、金刚石复合片、碳化钨或者镍基焊接介质，增加工作面耐磨性能，延长使用寿命。
【专利摘要】本发明公开了一种液动冲击器，该液动冲击器包括冲击座1、传动套2、外壳3、导向套4、锤头组件5、旋转体组件6、涡轮组件7、接头8，高压流体从所述接头8处流入冲击器内，接头8与涡轮组件7相连，涡轮组件7通过传动轴与旋转体组件6相连，旋转体组件6内套装有锤头组件5，锤头组件5在旋转体组件6的带动下可沿着液动冲击器的轴线方向做往复运动，当旋转体组件6在涡轮组件7的带动下做自轴旋转时，锤头组件5的上方能够形成可变空间a，高速流体进入为锤头组件5提供向下冲击的积蓄能量。本发明将高压流体的动能转换为周期性的冲击动作让锤头做往复运动间断冲击钻头，利用该原理可以大幅提高井下作业效率，缩短钻井时间从而节约钻井成本，提高经济和社会效益。
【IPC分类】E21B4-14, E21B4-02
【公开号】CN104563859
【申请号】CN201310503876
【发明人】吴华, 王建东, 彭文玥, 包奕强
【申请人】成都恩承油气有限公司, 四川蓉瑞华宝科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月13日