一种轴向储能式冲击器

：本技术涉及的是石油钻井使用的冲击器，具体涉及的是一种轴向储能式冲击器。

背景技术

0、
背景技术：

1、目前，随着钻探向更深的地层进军，钻遇的岩石硬度大，研磨性强，可钻性极值高，并且在定向井、水平井和大位移井中，由于钻具的受到井壁的托压作用，钻压和扭矩无法有效施加到钻头，导致机械钻速大幅下降，降低了油气勘探开发速度，并极大的提高了开发成本。旋冲钻井技术是在常规旋转钻井的基础上，将旋转和冲击结合起来的钻井方法，其原理是在钻头上安装一个冲击器，钻井过程中，由钻井液驱动冲击器产生高频冲击力不断施加给钻头，从而实现边旋转边冲击钻井。旋冲钻井技术更好的利用了坚硬岩石脆性大，而抗剪强度较低，不耐冲击的特性，从而达到提高机械钻速的目的。然而旋冲钻井技术需要消耗钻井液的能量转化为钻头冲击能，尤其随着井深加深导致破岩和携岩钻井液能量不足，使得岩屑被重复切削反而导致机械钻速降低，影响破岩效率。

2、复杂结构井中钻进过程中，钻柱和井壁之间产生比较大的摩擦阻力，作用在钻杆上的摩阻力远大于回转动摩擦阻力，使得钻压不能够及时地作用到钻头上，井下钻具的钻头的位置不发生变化，钻具拖压现象严重时，钻进动力很难传递到孔底，孔底钻进动力不足，制约了钻进成孔深度，也导致破岩效率低。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、本实用新型的目的是提供一种轴向储能式冲击器，这种轴向储能式冲击器用于提高旋转钻井破岩效率。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种轴向储能式冲击器包括上接头、壳体、碟簧组、起振块组、传动轴、下端锁母，上接头、壳体、下端锁母连接形成冲击腔，传动轴置于冲击腔内，传动轴头部具有外螺纹，传动轴头部从冲击腔伸出并与下接头螺纹连接；传动轴与壳体的环形空间内从上到下依次安装调整环、导向套、碟簧组、传动套、多组起振块组、卡套机构，起振块组有三组，三组起振块组沿传动轴串联设置，每组由外起振块环绕在内起振块外构成，外起振块为环形块，外起振块内壁沿周向布置四个螺旋块，内起振块为环形块，内起振块外壁沿周向也布置四个螺旋块，外起振块和内起振块通过螺旋块相配合。

3、上述方案中外起振块与壳体是半圆槽交错配合固定，内起振块与传动轴在周向上由四个平键连接固定。

4、上述方案中卡套机构由半圆卡和半圆卡套配合构成，传动轴上有环槽，半圆卡放在环槽内，半圆卡和半圆卡套配合防止传动轴的掉落。

5、上述方案中传动轴上端插入到上接头内，传动轴上端与上接头连接处设置密封圈。

6、上述方案中上接头连接上部钻具，下接头下端用来连接钻头。

7、本实用新型具有以下有益效果：

8、1、本实用新型通过使用碟簧叠合和内外起振块的配合使得钻头产生高频的冲击力，能够提高深井超深井硬地层破岩效率并且有效的缓解复杂结构井中钻具拖压现象，达到提高机械钻速和钻井效率的目的。

9、2、本实用新型结构简单，易损件少，可靠性高，并且无需通过消耗钻井液能量实现高频轴向冲击，可以保证充足的水力能量辅助破岩和携岩。

10、3、本实用新型采用机械方式给旋转钻头施加一定高频的轴向冲击力，可以明显提高破岩效率，从而提高机械钻速，对于提高深井超深井以及复杂结构井的钻井速度，降低钻井成本，具有重大现实意义。

技术特征：

1.一种轴向储能式冲击器，其特征在于：这种轴向储能式冲击器包括上接头、壳体、碟簧组、起振块组、传动轴、下端锁母，上接头、壳体、下端锁母连接形成冲击腔，传动轴置于冲击腔内，传动轴头部具有外螺纹，传动轴头部从冲击腔伸出并与下接头螺纹连接；传动轴与壳体的环形空间内从上到下依次安装调整环、导向套、碟簧组、传动套、多组起振块组、卡套机构，起振块组有三组，三组起振块组沿传动轴串联设置，每组由外起振块环绕在内起振块外构成，外起振块为环形块，外起振块内壁沿周向布置四个螺旋块，内起振块为环形块，内起振块外壁沿周向也布置四个螺旋块，外起振块和内起振块通过螺旋块相配合。

2.根据权利要求1所述的轴向储能式冲击器，其特征在于：所述的外起振块与壳体是半圆槽交错配合固定，内起振块与传动轴在周向上由四个平键连接固定。

3.根据权利要求2所述的轴向储能式冲击器，其特征在于：所述的卡套机构由半圆卡和半圆卡套配合构成，传动轴上有环槽，半圆卡放在环槽内。

4.根据权利要求3所述的轴向储能式冲击器，其特征在于：所述的传动轴上端插入到上接头内，传动轴上端与上接头连接处设置密封圈。

5.根据权利要求4所述的轴向储能式冲击器，其特征在于：所述的上接头连接上部钻具，下接头下端用来连接钻头。

技术总结
本技术涉及的是一种轴向储能式冲击器，它包括上接头、壳体、碟簧组、起振块组、传动轴、下端锁母，上接头、壳体、下端锁母连接形成冲击腔，传动轴置于冲击腔内，传动轴头部从冲击腔伸出并与下接头螺纹连接；传动轴与壳体的环形空间内从上到下依次安装调整环、导向套、碟簧组、传动套、起振块组、卡套机构，三组起振块组沿传动轴串联设置，每组由外起振块环绕在内起振块外构成，外起振块内壁沿周向布置四个螺旋块，内起振块外壁沿周向也布置四个螺旋块，外起振块和内起振块通过螺旋块相配合。本技术通过碟簧叠合和内外起振块的配合使得钻头产生高频的冲击力，能够提高深井超深井硬地层破岩效率并且有效的缓解复杂结构井中钻具拖压现象。

技术研发人员：徐金超,李丽萍,王文松,陈磊
受保护的技术使用者：东北石油大学
技术研发日：20230401
技术公布日：2024/1/12