一种组合式冲击工具的制作方法

1.本实用新型涉及钻井工具技术领域，具体涉及一种组合式冲击工具。


背景技术：

2.由于深井超深井传递到pdc钻头的破岩能量不足，由此深井超深井机械钻速低、钻井周期长、钻井成本高。但目前，现有的扭冲工具提供的冲击能量也有限，大功率、灵活多变的组合式冲击工具具有广阔前景。
3.目前美国专利扭转冲击发生器(专利号：us 7096980 b2)、西南石油大学的专利扭转冲击钻井工具(专利申请号：200910058083.9)和胜利石油管理局钻井工艺研究院申请的专利扭转冲击钻井工具(专利申请号：201010511421.2)，都可以产生扭转冲击力，有利于消除或改善pdc钻头的卡滑现象。但三个专利采用的技术不同，美国的扭转冲击发生器采用钻井液驱动涡轮，涡轮旋转驱动冲击锤，产生连续扭转冲击，西南石油大学的扭转冲击钻井工具采用钻井液驱动螺杆，螺杆旋转驱动冲击锤，产生连续扭转冲击，胜利石油管理局钻井工艺研究院的扭转冲击钻井工具采用钻井液直接驱动冲击锤产生扭转冲击。这三个专利的特点，内部冲击零件较多，没有形成一个单元组，没法根据现场的情况，进行灵活的组合，适应可钻性不同的岩层，也不便于日后的维护。
4.综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的钻井工具不能灵活组合，不便使用和维护。


技术实现要素：

5.本实用新型所解决的技术问题是如何解决现有的钻井工具不能灵活组合，不便维护的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出一种组合式冲击工具，包括：
7.外筒，所述外筒内部上下贯通；外筒的头部为冲击部，外筒尾部为固定连接部；
8.设置在所述外筒中的n个头尾连接的冲击单元，n≥2，所述n个冲击单元是串联连接的；
9.每个冲击单元内部具有连通的中心流道和泄流结构，并且各所述冲击单元中心流道连通，各所述冲击单元的泄流结构连通；
10.设置在外筒尾部的冲击单元下面的压盖；固定连接在外筒上，将尾部的冲击单元固定在外筒内，压盖具有与中心流道连通的通孔。
11.所述冲击单元包括上盖、外锤、内锤、下盖和节流装置；
12.所述内锤设置在所述外锤内；
13.所述上盖和所述下盖分别在所述冲击单元的上下两端，所述节流装置安装在所述下盖上并位于所述中心流道中。
14.所述内锤设有封闭的高压腔和外锤驱动通道。
15.所述外筒内部有冲击腔和内锤启动流道；
16.所述冲击腔、所述内锤启动流道和所述泄流流道对称分布在所述中心流道周围；
17.所述泄流流道设置在所述冲击腔两侧。
18.所述内锤启动流道与所述高压腔连通。
19.所述组合式冲击工具还包括：设置在两组冲击单元之间的隔板；
20.所述压盖为中空圆环，并且包括2个泄流结构。
21.所述泄流结构为设置在压盖顶面上的凹槽，所述凹槽的内侧边与所述压盖的内环相连通，所述凹槽外侧边位于压盖的外环的内侧，并且凹槽外侧边与压盖的外环的距离大于0。
22.所述压盖下方设置有连接在外筒中的弹性体，所述弹性体的下方固定连接有安装在外筒上的封堵接头。
23.每个所述冲击单元长度为150mm～200mm，所述隔板厚度为20mm～40mm。
24.本实用新型的有益效果是本实用新型的一种组合式冲击工具利用钻井液驱动内部多个冲击单元产生一定频率冲击，增加了pdc钻头破岩能量，能够提高机械钻速，降低钻井成本，便于日后维护。根据现场情况，使用一个或多个冲击单元，灵活组合，效率高，便于维护。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的正面剖面结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的单个冲击单元的一种组合式冲击工具的正面剖面结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的外筒结构示意图；
28.图4用俯视剖视结构示出了本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的外筒结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的封堵接头结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的冲击单元结构示意图；
31.图7用俯视剖视结构示出了本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的冲击单元结构示意图；
32.图8为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的冲击单元的结构分解示意图；
33.图9为本实用新型实施例提供的一种组合式冲击工具的压盖结构示意图。
34.附图标号说明：
35.1、外筒；2、冲击单元；3、隔板；4、压盖；5、弹性体；6、封堵接头；401、泄流结构；101、冲击腔；102、内锤启动流道；103、泄流流道；104、中心流道；201、上盖；202、外锤；2021、通道；203、内锤；2031、高压腔；2032、外锤驱动通道；204、下盖；205、节流装置。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型实施例中，如图1，提供了一种组合式冲击工具，包括：
38.外筒1，所述外筒1内部上下贯通；如图3所示，外筒1的头部，即图1中的上部，为冲击部或冲击端，外筒1尾部即图1中的下部，为固定连接部，用于接入钻井液或冲击液；
39.设置在所述外筒1中的n个头尾连接的冲击单元2，n≥2，所述n个冲击单元2是串联连接的；如图1，本实用新型采用了2个冲击单元，本实用新型还可以采用3个或更多冲击单元，以增加冲击强度；
40.每个冲击单元2内部具有连通的中心流道104和泄流结构，并且各所述冲击单元2中心流道连通，各所述冲击单元2的泄流结构连通；
41.设置在外筒1尾部的冲击单元2下面的压盖4；固定连接在外筒1上，将尾部的冲击单元2固定在外筒1内，压盖4具有与中心流道连通的通孔。
42.多组冲击单元在外筒内是串联的，工作时，来自钻柱的钻井液经过第一个冲击单元，之后再经过第二个、第n个冲击单元，最终再经中心通道和泄流结构流出工具。
43.工作时，本实用新型的一种组合式冲击工具与常规钻头一样安装在钻柱下面。钻井液从外筒1尾部进入外筒，通过中心流道104推动多个冲击单元产生高频冲击。多个冲击单元由于泥浆流入有时间差，因此启动冲击有时间差，因此，组合式冲击工具的冲击频率更高。
44.如图2、图6所示，所述冲击单元2包括上盖201、外锤202、内锤203、下盖204和节流装置205；所述内锤203设置在所述外锤202内，
45.如图8所示，所述上盖201和所述下盖204分别在所述冲击单元2的上下两端，所述节流装置205安装在所述下盖204上并位于所述中心流道104中。节流装置用于将进入钻井液的孔径面积减少，来增加压力。
46.如图7所示，所述内锤203设有封闭的高压腔2031和外锤驱动通道2032。
47.内锤203设计有封闭的高压腔2031结构、外锤驱动通道2032，内锤启动流道102通过高压腔2031能够驱动内锤203做周向往复运动；外锤202上设计有通道2021结构。
48.所述外筒1内部有冲击腔101和内锤启动流道102；其中冲击腔101能够容纳冲击单元2在其中做周向往复运动；
49.如图4所示，所述冲击腔101、所述内锤启动流道102和所述泄流流道103对称分布在所述中心流道104周围；
50.所述泄流流道103设置在所述冲击腔101两侧。
51.所述内锤启动流道102与所述高压腔2031连通。
52.所述组合式冲击工具还包括：设置在两组冲击单元2之间的隔板3；隔板3为环形片，卡接在外筒的内壁上，中间具有孔洞，用于连通中心流道104，用于分隔两组冲击单元。
53.所述压盖4为中空圆环，用于连通中心流道104，压盖4包括2个泄流结构401。泄流结构401用于排出钻井液来减少压力。
54.所述泄流结构401为设置在压盖顶面上的凹槽，如图9所示，所述凹槽的内侧边与所述压盖4的内环相连通，所述凹槽外侧边位于压盖的外环的内侧，并且凹槽外侧边与压盖的外环的距离大于0，这样，能实现巧妙有效的泄流。
55.所述压盖4下方设置有连接在外筒1中的弹性体5，用于密封，弹性体5例如为胶垫，
如图5所示，所述弹性体5的下方固定连接有安装在外筒1上的封堵接头6，用于连接钻井液输送管路，封堵接头6具有中心通孔，与中心流道104连通，封堵接头6可以通过螺纹连接或卡接连接钻井液输送管路。
56.每个所述冲击单元2长度为150mm～200mm，所述隔板3厚度为20mm～40mm。有效的分隔每个冲击单元。
57.实施例：
58.如图1所示，本实用新型公开了一种组合式冲击工具，应用于钻井领域。主要由外筒、2组冲击单元、隔板、压盖、弹性体和封堵接头组成，与常规钻头一样安装在钻柱下面。本实用新型能够将多个冲击单元串联在一起，中间由隔板隔开。根据现场需要冲击能量的不同，灵活组合，利用钻井液驱动冲击单元产生更高频率的冲击，提高pdc破岩所需的冲击能量，解决深井难钻地层机械钻速低的问题，传递效率高，便于维护。
59.工作时，来自钻柱的钻井液在工具内为三个部分：第一部分，钻井液从中心流道104经过节流装置205流出工具；第二部分，经外筒1中的内锤启动流道102驱动内锤203周向冲击，流体再由外筒1中泄流流道103(泄流通道)流出工具；第三部分，钻井液从中心流道104经过外锤驱动通道2032驱动冲击腔内的冲击单元2周向运动。
60.本实用新型的有益效果是本实用新型的一种组合式冲击工具利用钻井液驱动内部多个冲击单元产生一定频率冲击，增加了pdc钻头破岩能量，能够提高机械钻速，降低钻井成本，根据现场情况，使用一个或多个冲击单元，灵活组合，效率高，便于维护。
61.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。