一种全金属活塞式振荡冲击器的制作方法

文档序号:33143427发布日期:2023-02-03 20:53阅读:50来源:国知局

1.本实用新型涉及地质石油钻探领域,特别涉及一种全金属活塞式振荡冲击器。


背景技术:

2.我国油气可开发资源日趋劣化,钻井深度越来越深,井下温度越来越高,非常规油气资源开采成为国家油气资源开采重点发展方向,特别是川渝地区的页岩气开采,开采非常规油气资源需要钻探超长水平井,钻探超长水平井需要解决托压问题,让钻压有效传递到钻头,为了解决托压问题国内钻井公司采用美国国民油井公司的螺杆式水力振荡器技术,但螺杆式水力振荡器的橡胶不耐高温不耐油基钻井液,使用成本也高,也没有冲击钻探效果。


技术实现要素:

3.针对上述问题,本实用新型的目的是提供了一种全金属活塞式振荡冲击器。
4.为了实现上述问题,本实用新型采取以下技术方案:一种全金属活塞式振荡冲击器,其特征在于:全金属活塞式振荡冲击器包括动力系统外壳、活塞缸、活塞、阀门系统外壳、弹簧、阀门系统;所述活塞缸和阀门系统外壳丝扣连接;所述活塞缸和阀门系统外壳被固定在动力系统外壳内孔中;所述活塞和阀门系统固定连接,所述活塞和阀门系统位于活塞缸和阀门系统外壳内孔中。
5.所述动力系统外壳的动力系统主体外壳一端设有固定动力系统的丝扣接头,所述主体外壳的另一端接近丝扣位置的内孔中设有固定动力系统台阶,用于固定动力系统。
6.所述活塞缸设有主活塞缸体和下活塞缸体,主活塞缸体的一端与阀门系统外壳丝扣接头连接,主活塞缸体和下活塞缸体之间部分设有活塞缸凸台,活塞缸凸台的外径大于主活塞缸体和下活塞缸体的外径,活塞缸凸台的内孔壁上设有密封圈凹槽,活塞缸凸台的内孔壁上的密封圈凹槽中设有密封圈,活塞缸凸台径壁的中间设有钻井液分流通道,主活塞缸体靠近活塞缸凸台的位置设有活塞上行钻井液流道入口。
7.所述阀门系统外壳一端设有阀门系统外壳钻井液流入口,阀门系统外壳另一端设有阀门系统外壳丝扣接头,阀门系统外壳丝扣接头径壁的中间设有钻井液流道,阀门系统外壳与阀门靠近的位置设有活塞下行钻井液流入口。
8.所述活塞的上活塞轴杆顶端位于阀门系统外壳丝扣接头的内孔中,活塞的上活塞轴杆外径壁上设有弹簧,弹簧的一端顶在活塞主体上,弹簧的另一端顶在阀门系统外壳丝扣接头上,上活塞轴杆与活塞主体靠近的位置设有活塞内孔钻井液流道入口,活塞的下活塞轴杆位于活塞缸凸台的内孔中并延伸到下活塞缸体内孔中,下活塞轴杆末端设有下活塞轴杆凸台,下活塞轴杆靠近下活塞轴杆凸台的位置设有活塞内孔钻井液流道出口,活塞设有两条活塞密封圈,两条活塞密封圈之间部分设有注油槽。
9.所述阀门系统的轴杆与活塞的上活塞轴杆固定连接,阀门系统的轴杆设有阀门关闭凸台和阀门开启凸台,轴杆的中间部分位于阀门的内孔中,阀门位于固定阀门装置的内
孔中,阀门的轴杆上设有阀门关闭凹形卡槽和阀门开启凹形卡槽,固定阀门装置的内孔中设有固定阀门轴杆的固定阀门滚珠,固定阀门装置的滚珠孔设有固定滚珠弹簧。
10.本实用新型以上技术方案,其具有以下优点:1全金属活塞式振荡冲击器的密封圈采用氧化铝陶瓷或四氟铜粉密封,能耐高温耐磨,使用寿命长;2活塞、活塞缸等关键零部件采用耐腐蚀酸碱、耐冲击的合金材料,防止油基泥桨腐蚀工具,活塞冲击力强劲,钻井提速效果明显;3设计新颖巧妙,结构简单性能稳定,适用于复杂恶劣的井下工况。
附图说明
11.图1是全金属活塞式振荡冲击器主体结构图。
12.图2是动力系统外壳结构图。
13.图3是活塞缸和阀门系统外壳结构图。
14.图4是活塞结构图。
15.图5是阀门系统结构图。
16.图6是阀门结构图。
17.图中:1-动力系统外壳,11-钻井液接入口,12-钻井液出口,13固定动力系统丝扣接头,14-固定动力系统台阶,15-动力系统主体外壳;2-阀门系统外壳,21-阀门系统外壳钻井液流入口,22-活塞下行钻井液流入口,23-阀门系统外壳丝扣接头;3-活塞,31-活塞内孔钻井液通道入口,32-活塞主体,312-活塞密封圈,33-活塞内孔钻井液通道出口,34-下活塞轴杆凸台,35-注油槽;41-阀门,411
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阀门关闭凹形卡槽,412-阀门开启凹形卡槽,42-阀门关闭凸台,43-阀门开启凸台,45-固定阀门滚珠,46-固定滚珠弹簧;5-弹簧;6-活塞缸,61-活塞上行钻井液流入口,62-钻井液分流通道,63-主活塞缸体,64-活塞缸凸台,65-下活塞缸体。
具体实施方式
18.下面结合说明书附图对本实用新型进步说明。
19.如图1所示:全金属活塞式振荡冲击器包括动力系统外壳1、活塞缸6、活塞3、阀门系统外壳2、弹簧5、阀门系统;所述活塞缸6和阀门系统外壳2固定连接;所述活塞缸6和阀门系统外壳2被固定在动力系统外壳1内孔中;所述活塞3和阀门系统固定连接,所述活塞3和阀门系统位于活塞缸6和阀门系统外壳2内孔中。
20.如图2所示:所述动力系统外壳1的动力系统主体外壳15一端设有固定动力系统的丝扣接头13,所述主体外壳的另一端接近丝扣位置的内孔中设有固定动力系统台阶14,用于固定动力系统。
21.如图1、图3所示:所述活塞缸6设有主活塞缸体63和下活塞缸体65,主活塞缸体63的一端与阀门系统外壳丝扣接头23连接,主活塞缸体63和下活塞缸体65之间部分设有活塞缸凸台64,活塞缸凸台64的外径大于主活塞缸体63和下活塞缸体65的外径,活塞缸凸台64的内孔壁上设有密封圈凹槽,活塞缸凸台64的内孔壁上的密封圈凹槽中设有密封圈,活塞缸凸台64径壁的中间设有钻井液分流通道62,主活塞缸体63靠近活塞缸凸台64的位置设有活塞上行钻井液流道入口61。
22.如图1、图3所示:所述阀门系统外壳一端设有阀门系统外壳钻井液流入口21,阀门
系统外壳另一端设有阀门系统外壳丝扣接头23,阀门系统外壳丝扣接头23径壁的中间设有钻井液流道,阀门系统外壳与阀门靠近的位置设有活塞下行钻井液流入口22。
23.如图1、图4所示:所述活塞3的上活塞轴杆顶端位于阀门系统外壳丝扣接头23的内孔中,活塞3的上活塞轴杆外径壁上设有弹簧5,弹簧5的一端顶在活塞主体32上,弹簧5 的另一端顶在阀门系统外壳丝扣接头23上,上活塞轴杆与活塞主体32靠近的位置设有活塞内孔钻井液流道入口31,活塞的下活塞轴杆位于活塞缸凸台64的内孔中,下活塞轴杆末端设有下活塞轴杆凸台34,下活塞轴杆靠近下活塞轴杆凸台34的位置设有活塞内孔钻井液流道出口33,活塞设有两条活塞密封圈312,两条活塞密封圈之间部分设有注油槽35。
24.如图1、图5、图6所示:所述阀门系统的轴杆与活塞3的上活塞轴杆固定连接,阀门系统的轴杆设有阀门关闭凸台42和阀门开启凸台43,阀门系统轴杆的中间部分位于阀门 41的内孔中,阀门41位于固定阀门装置的内孔中,阀门的轴杆上设有阀门关闭凹形卡槽411 和阀门开启凹形卡槽412,固定阀门装置的内孔中设有固定阀门轴杆的固定阀门滚珠45,固定阀门装置的滚珠孔设有固定滚珠弹簧46。
25.本实用新型的全金属活塞式振荡冲击器工作运转状态时,钻井液从钻井液接入口11 进入,然后经过阀门系统外壳钻井液流入口21进入活塞缸6和阀门系统外壳2与动力系统外壳1之间的环空中,当阀门关闭时,钻井液经过活塞上行钻井液流入口61进入位于活塞主体 32下方的主活塞缸体63中,钻井液的压力顶起活塞3上行运动并压缩弹簧5,阀门系统的轴杆随着活塞3上行运动,阀门系统轴杆的阀门开启凸台43上行并撞开阀门41,当阀门41打开时,阀门41的阀门开启凹形卡槽412被阀门系统的固定阀门滚珠45卡住,固定阀门滚珠 45被固定滚珠弹簧46顶住;阀门41打开,钻井液经过阀门系统外壳钻井液流入口21流入活塞主体32上方主活塞缸体63中,活塞主体32上下两端压强一样,弹簧5的回弹力顶起活塞向下冲击运动,钻井液经过活塞内孔钻井液通道入口31流入活塞3内孔钻井液通道中,钻井液经过活塞内孔钻井液通道出口33流出并沿着下活塞轴杆凸台34的四周边缘流出,下活塞轴杆凸台34能增加活塞3的冲击力,钻井液再经过动力系统外壳1的钻井液出口12排出,活塞3向下运动并带动阀门系统的轴杆向下运动,阀门系统轴杆的阀门关闭凸台42向下运动并关闭阀门41,当阀门41关闭时,阀门41的阀门关闭凹形卡槽411被阀门系统的固定阀门滚珠45卡住,固定阀门滚珠45被固定滚珠弹簧46顶住,当阀门41关闭时,能产生水锤效应,水锤效应能产生强劲的水力振荡,增加钻柱蠕动,解决托压问题。活塞的冲击力大小和冲击频率可以选择,钻井液分流通道越大冲击频率越低,钻井液分流通道越小冲击频率越高,活塞的冲击力大小根据钻井实际情况选择钻头搭配使用,弹簧的线径越粗冲击力越强,压耗就越高,水锤效应就更加强劲,弹簧可以改成厚碟簧,冲击力更加强劲,本实用新型的一种全金属活塞式振荡冲击器的冲击频率和冲击力大小可以调节,适用于各种地质石油钻探。
26.上述实施例仅用于本领域技术人员理解本实用新型的技术方案,并非因此对其进行限制,凡在本实用新型的保护范围之内所作的任何修改、改进或等同替换,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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