专利名称：一种泡沫冲击器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种泡沫冲击器，属石油天然气钻探类井下工具技术领域。
背景技术：
石油天然气钻探中，针对较硬地层采取空气钻井能大幅提高机械钻速，在地层出水且出水量较大时，为保证钻井效率只能转化为泡沫钻井，而泡沫钻井施工周期受井壁稳定性因素限制，因此，在泡沫钻井中使用泡沫冲击器进一步提高钻进效率是很有必要的。现有的冲击器由扶正套、密封套、钻头、外管、尾管、活塞组成，因尾管高度的尺寸是固定的，且泡沫当量密度大，可压缩性低，从而使活塞返程行程降低，排气口无法打开，甚至冲击器不工作，不能满足泡沫钻井的需要。ZL 200720080542公布了一种物探无阀式泡沫冲击器，用于物探行业，井浅，井眼直径小，背压较低，其结构和常规纯空气用冲击器基本相同，核心零件采用了特殊热处理工艺和纳米耐腐蚀材料，对解决冲击器腐蚀和活塞容易失效等有一定效果。在泡沫钻井过程中，泡沫形成“液垫”造成冲击能量降低，甚至排气口无法打开，冲击器不工作，这种结构不适用于石油天然气钻探中井深、井眼直径大、背压高情况下的泡沫钻井。
发明内容本实用新型目的是解决现有冲击器进行泡沫钻井时形成“液垫”造成冲击能量降低等问题，提供一种泡沫冲击器，有效减小“液垫”影响，大幅提高泡沫钻井效率。本实用新型由扶正套、密封套、钻头、外管、尾管、伸缩管、活塞组成，尾管由两个半圆管组成，镶嵌于钻头的内孔，在尾管的内管壁中部设有限位台阶；伸缩管外管壁上设有上限位台肩、下限位台肩，其内管壁下部为节流通孔；尾管套在伸缩管的上限位台肩下的外管壁上。所述尾管与伸缩管之间的结合部分别安装有上导向耐磨条和下导向耐磨条。本实用新型的有益效果是可减少泡沫背压影响，从而保证活塞在往复运动过程中运动阻力达到最小值，确保活塞返程行程，保障活塞工作行程和冲击末速度，提高泡沫钻井钻进效率。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型结构活塞返程示意图；图3为本实用新型结构活塞冲击示意图。图中1_扶正套，2-密封套，3-钻头，4-外管，5-下导向耐磨条，6-尾管，7-上导向耐磨条，8-伸缩管，9-活塞，10-密封腔室，11-上限位台肩，H-活塞返程时尾管高度，h-活塞冲击时尾管高度。
具体实施方式
本实用新型由扶正套1、密封套2、钻头3、外管4、尾管6、伸缩管8、活塞9组成，尾管6由两个半圆管组成，镶嵌于钻头3的内孔，在尾管6的内管壁中部设有限位台阶；伸缩管8外管壁上设有上限位台肩、下限位台肩，其内管壁下部为节流通孔；尾管6套在伸缩管8的上限位台肩11下的外管壁上。所述的尾管6与伸缩管8之间的结合部分别安装有上导向耐磨条7和下导向耐磨条5。由图1可知，在进行泡沫钻井时，泡沫沿外管4、活塞9外圆周边轴向导液槽，进入由扶正套1、钻头3、外管4、活塞9形成的密封腔室10，推动活塞9上行，同时，泡沫产生的压力作用在伸缩管8外管壁上限位台肩上，并推动伸缩管8沿轴向上行，直至伸缩管8外管壁下限位台肩与尾管6内管壁中部限位台阶重合，伸缩管8停止上行，伸缩管8伸出钻头3高度达到最大值H，当活塞9上行H高度后达到临界状态，如图2所示。活塞9在惯性作用下继续上升，密封腔室10内泡沫开始通过伸缩管8内孔进入钻头内孔并泄压，泄压泡沫通过伸缩管8节流通孔12时产生节流压力，在节流压力作用下伸缩管8下行，直至伸缩管8外管壁上限位台肩11与尾管6上端面重合；随着上气室泡沫的不断进入，其压力也不断升高，在上气室压力作用下，活塞9上行速度迅速降为零，并开始加速下行，如图3，活塞9下行至距钻头3尾部高度为h之前，下气室泡沫通过伸缩管8内孔排出，活塞9继续下行，泡沫液开始进入密封腔室10，随着泡沫液的不断进入，其压力也急剧升高，活塞9开始减速下行直至冲击结束，完成一次工作周期，如此循环往复。
权利要求1.一种泡沫冲击器，由扶正套(I)、密封套(2)、钻头(3)、外管(4)、尾管(6)、伸缩管(8)、活塞(9)组成，其特征是尾管(6)由两个半圆管组成，镶嵌于钻头(3)的内孔，在尾管(6)的内管壁中部设有限位台阶；伸缩管(8)外管壁上设有上限位台肩、下限位台肩，其内管壁下部为节流通孔；尾管(6)套在伸缩管(8)的上限位台肩下的外管壁上。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫冲击器，其特征是尾管(6)与伸缩管(8)之间的结合部分别安装有上导向耐磨条(7)和下导向耐磨条(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种泡沫冲击器，由扶正套、密封套、钻头、外管、尾管、伸缩管、活塞组成，尾管由两个半圆管组成，镶嵌于钻头的内孔，在尾管的内管壁中部设有限位台阶；伸缩管外管壁上设有上限位台肩、下限位台肩，其内管壁下部为节流通孔；尾管套在伸缩管的上限位台肩下的外管壁上。本实用新型的有益效果是可减少泡沫背压影响，从而保证活塞在往复运动过程中运动阻力达到最小值，确保活塞返程行程，保障活塞工作行程和冲击末速度，提高泡沫钻井钻进效率。
文档编号E21B1/24GK202832183SQ20122045155
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者孙起昱, 张雨生, 鲁鹏飞, 贾建贞 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院