活塞式振荡冲击器的制作方法

1.本发明涉及石油地质钻探领域，特别涉及一种活塞式振荡冲击器。


背景技术：

2.在石油地质钻探领域，我国石油天然气开采钻井深度越来越深，水平段越来越长，井下温度越来越高，开采成本越来越高，特别在钻探水平段时候，钻井深度很深，由于钻柱受到井壁摩擦阻力，无法向钻头施加钻压，钻头会发生空转现象，严重影响钻井效率，增加了钻探成本。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供了一种活塞式振荡冲击器。
4.为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种活塞式振荡冲击器，其特征在于：所述活塞式振荡冲击器包括控制连杆阀门开关的壳体、活塞缸、连杆阀门、活塞、上碟簧组装置、下碟簧组装置、扁方轴杆、活塞缸外壳体、下碟簧组外壳体、扁方外壳体和固定密封圈的壳体；所述控制连杆阀门开关的壳体与活塞缸固定连接，活塞缸被固定在活塞缸外壳体内孔中；活塞缸外壳体与下碟簧组外壳体固定连接，下碟簧组外壳体与扁方外壳体固定连接，扁方外壳体与固定密封圈的壳体固定连接；活塞与上碟簧组装置轴杆固定连接，上碟簧组装置轴杆另一端头位于下碟簧组装置轴杆内孔中，下碟簧组装置轴杆另一端头与扁方轴杆固定连接；活塞式振荡冲击器的两边端头设有丝扣，两边端头丝扣与钻杆或井下工具连接。
5.所述控制连杆阀门开关的壳体与活塞缸连接的一边设有控制连杆阀门开启的凸台，另一边设有控制连杆阀门关闭的凸台，凸台的内径小于控制连杆阀门开关的壳体的内径。
6.所述连杆阀门包括连杆、阀板、开启阀门卡条和关闭阀门卡条；所述阀板位于活塞的阀门孔和控制阀门开关板的中间；所述阀板和开启阀门卡条之间的连杆部分靠近连杆与阀板连接的一端设有两个环形卡槽。
7.所述活塞设有活塞环、阀门孔和控制阀门开关板；所述控制阀门开关板设有扭簧卡子，控制阀门开关板中心设有连杆阀门的连杆孔。
8.所述上碟簧组装置由若干片碟簧和上碟簧组装置轴杆组成，上碟簧组装置轴杆内孔与活塞内孔相通连接，上碟簧组装置轴杆中间部分设有凸台，凸台的直径大于碟簧的内径，凸台压在碟簧上，上碟簧组装置的碟簧压在下碟簧组装置的轴杆的端头上，上碟簧组装置轴杆串联碟簧的轴杆部分的外径略小于下碟簧组装置轴杆内孔的内径，上碟簧组装置轴杆位于下碟簧组装置轴杆内孔中的轴杆部分可以在下碟簧组装置轴杆内孔中上下轴向运动。
9.所述下碟簧组装置由若干片碟簧和下碟簧组装置轴杆组成，下碟簧组装置轴杆的内孔与上碟簧组装置轴杆内孔相通连接，下碟簧组装置轴杆与上碟簧组装置轴杆连接部分
的轴杆外径大于碟簧的内径并压在碟簧上，碟簧压在扁方外壳体的内孔壁上。
10.所述扁方轴杆的内孔与下碟簧组装置轴杆的内孔相通连接；扁方轴杆上端部分位于扁方外壳体的内孔中，扁方轴杆上端部分为扁方形状，扁方体的上方设有丝扣；扁方轴杆中端部分为圆柱体，扁方轴杆中端部分位于固定密封圈的壳体内孔中，密封圈被固定在固定密封圈的壳体内孔壁上；扁方轴杆下端部分为圆柱体，扁方轴杆下端部分外径与扁方外壳体外径一样大，扁方轴杆下端部分设有丝扣；扁方外壳体的形状外形为圆柱体而内孔扁方形状，扁方轴杆的扁方体能在扁方外壳体的内孔中上下轴向运动，但扁方轴杆的扁方体不能在扁方外壳体的内孔中径向旋转运动。
11.本发明采用以上技术方案，其具有以下优点：1钻井液在推动活塞运动做功时能产生强劲冲击钻探动能；2活塞做功时，阀门关闭，流动的钻井液遇到阀门关闭时会产生水锤效应，在水锤效应影响下产生的水力振荡及钻柱蠕动能减少钻柱井壁摩擦阻力，增加钻探效率；3全金属结构，耐高温，活塞结构牢实，能经受住在水锤效应影响下的水力冲击，使用寿命长。
附图说明
12.图1是活塞式振荡冲击器主体结构剖视图。
13.图2是活塞结构图。
14.图3是连杆阀门结构图。
15.图4是控制连杆阀门开关的壳体结构剖视图。
16.图5是扁方轴杆结构图。
17.图6是扁方轴杆的扁方体部分横切面剖视结构图。
18.图7是扁方外壳体结构图。
19.图8是扁方外壳体横切面剖视结构图。
20.图中：1-控制连杆阀门开关的壳体，11-钻井液管道接入口，12-控制连杆阀门关闭的凸台，13-控制连杆阀门开启的凸台；2-活塞缸；3-上碟簧组装置，31-上碟簧组装置轴杆；4-下碟簧组装置，41-下碟簧组装置轴杆，42-下碟簧组装置外壳；5-扁方轴杆，51-扁方轴杆外壳体，52-固定密封圈的壳体；6-连杆阀门，61-关闭阀门卡条，62-开启阀门卡条，63-连杆，64-阀板；7-活塞，71-控制阀门开关板，72-阀门孔；111-活塞缸外壳体。
具体实施方式
21.下面结合说明书附图对本发明进步说明。
22.如图1所示：所述活塞式振荡冲击器包括控制连杆阀门开关的壳体1、活塞缸2、连杆阀门6、活塞7、上碟簧组装置3、下碟簧组装置4、扁方轴杆5、活塞缸外壳体111、下碟簧组外壳体42、扁方外壳体51和固定密封圈的壳体52；所述控制连杆阀门开关的壳体1与活塞缸2固定连接，活塞缸2被固定在活塞缸外壳体111内孔中；活塞缸外壳体111与下碟簧组外壳体42固定连接，下碟簧组外壳体42与扁方外壳体51固定连接，扁方外壳体51与固定密封圈的壳体52固定连接；活塞7与上碟簧组装置轴杆31固定连接，上碟簧组装置轴杆31另一端头位于下碟簧组装置轴杆41内孔中，下碟簧组装置轴杆41另一端头与扁方轴杆5固定连接；活塞式振荡冲击器的两边端头设有丝扣，两边端头丝扣与钻杆或井下工具连接。
23.如图1、图4所示：所述控制连杆阀门开关的壳体1与活塞缸2连接的一边设有控制连杆阀门开启的凸台13，另一边设有控制连杆阀门关闭的凸台12，凸台的内径小于控制连杆阀门开关的壳体1的内径。
24.如图3所示：所述连杆阀门6包括连杆63、阀板64、开启阀门卡条62和关闭阀门卡条61；所述阀板64位于活塞的阀门孔72和控制阀门开关板71的中间；所述阀板64和开启阀门卡条62之间的连杆63部分靠近连杆63与阀板64连接的一端设有两个环形卡槽。
25.如图2所示：所述活塞7设有活塞环73、阀门孔72和控制阀门开关板71；所述控制阀门开关板71设有扭簧卡子，控制阀门开关板71中心设有连杆阀门6的连杆孔。
26.如图1所示：所述上碟簧组装置3由若干片碟簧和上碟簧组装置轴杆31组成，上碟簧组装置轴杆31内孔与活塞7内孔相通连接，上碟簧组装置轴杆31中间部分设有凸台，凸台的直径大于碟簧的内径，凸台压在碟簧上，上碟簧组装置3的碟簧压在下碟簧组装置轴杆41的端头上，上碟簧组装置轴杆31串联碟簧的轴杆部分的外径略小于下碟簧组装置轴杆41内孔的内径，上碟簧组装置轴杆31位于下碟簧组装置轴杆41内孔中的轴杆部分可以在下碟簧组装置轴杆41内孔中上下轴向运动。
27.如图1所示：所述下碟簧组装置4由若干片碟簧和下碟簧组装置轴杆41组成，下碟簧组装置轴杆41的内孔与上碟簧组装置轴杆31内孔相通连接，下碟簧组装置轴杆41与上碟簧组装置轴杆31连接部分的轴杆外径大于碟簧的内径并压在碟簧上，碟簧压在扁方外壳体51的内孔壁上。
28.如图1、图5、图6、图7、图8所示：所述扁方轴杆5的内孔与下碟簧组装置轴杆4的内孔相通连接；扁方轴杆5上端部分位于扁方外壳体51的内孔中，扁方轴杆5上端部分为扁方形状，扁方体53的上方设有丝扣；扁方轴杆5中端部分为圆柱体，扁方轴杆5中端部分位于固定密封圈的壳体内孔中，密封圈被固定在固定密封圈的壳体52内孔壁上；扁方轴杆5下端部分为圆柱体，扁方轴杆5下端部分外径与扁方外壳体51外径一样大，扁方轴杆5下端部分设有丝扣；扁方外壳体51的形状外形为圆柱体而内孔扁方形状，扁方轴杆5的扁方体53能在扁方外壳体51的内孔中上下轴向运动，但扁方轴杆5的扁方体53不能在扁方外壳体51的内孔中径向旋转运动。
29.本发明的活塞式振荡冲击器的系统运转状态时，钻井液从钻井液管道接入口11进入控制连杆阀门开关的壳体1的内孔中，经控制连杆阀门开关的壳体1的内孔进入活塞缸2，连杆阀门6处于关闭状态，钻井液的压强推动活塞7和上碟簧组装置轴杆31向下前进冲击运动，并压缩上碟簧组装置3的碟簧，上碟簧组装置3的碟簧的压力推动下碟簧组装置轴杆41和扁方轴杆5轴向冲击运动，活塞7向下前进运动时，连杆阀门6的阀板64被卡扣在活塞7的阀门孔72上,连杆阀门6随活塞7向下前进运动过程中，当连杆阀门6的开启阀门卡条62接触到控制连杆阀门开启的凸台13时，连杆阀门6打开，控制阀门开关板71的扭簧卡子卡在连杆63与阀板64较近的一个的环形卡槽中；当连杆阀门6打开时，钻井液经过活塞7的阀门孔72、上碟簧组装置轴杆31的内孔、下碟簧组装置轴杆41的内孔、扁方轴杆5的内孔排出，当钻井液被排出时上碟簧组装置3的碟簧的把活塞7和上碟簧组装置轴杆31顶回到原来的位置，下碟簧组装置4的碟簧把下碟簧组装置轴杆41和扁方轴杆5顶回到原来的位置，连杆阀门6随活塞7回到原来的位置，杆连阀门6的关闭阀门卡条61接触到控制连杆阀门关闭的凸台12时，控制阀门开关板71的扭簧卡子卡在连杆63与阀板较远的一个的环形卡槽中，连杆阀门6
关闭，钻井液的压强又推动活塞7和上碟簧组装置轴杆31向下前进冲击运动。当连杆阀门6关闭时，流动的钻井液遇到阀门关闭时会产生水锤效应，在水锤效应影响下产生的水力振荡及钻柱蠕动能减少钻柱井壁摩擦阻力，防止钻头空转，增加钻探效率。本发明设计新颖，不但有水力振荡效果，还有振动冲击钻探效果，能大幅提高钻探效率。
30.上述实施例仅用于本领域技术人员理解本发明的技术方案，并非因此对其进行限制，凡在本发明的保护范围之内所作的任何修改、改进或等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。