專利名稱：一種鉆井用脈動沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在泥漿鉆水平井、大位移井時用于減小摩擦阻力、增強水平段延伸鉆進能力及提高機械鉆速的鉆井用脈動沖擊裝置。
背景技術(shù)：
隨著勘探開發(fā)進程的不斷深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越來越大。 長水平段鉆井技術(shù)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，主要得益于其較好的投入產(chǎn)出比。目前，國外水平井鉆井成本已降至直井的1. 2 2倍，而產(chǎn)量則是直井的4 8倍。水平井技術(shù)作為一項有潛力的新技術(shù)，主要有以下優(yōu)勢恢復(fù)老井產(chǎn)能、開發(fā)復(fù)雜類型油氣藏、有利于勘探開發(fā)評價、有利于環(huán)境保護。大位移井技術(shù)是隨著隨鉆測量鉆井技術(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、閉環(huán)鉆井技術(shù)的發(fā)展而新興的一種鉆井技術(shù)。該技術(shù)已基本成為開發(fā)灘海和海上油氣資源的重要手段。目前，國外已經(jīng)鉆成了水平位移超萬米的大位移井，而國內(nèi)依靠自身技術(shù)只能完成水平位移約4000m的大位移井。在水平井與大位移井的鉆井過程中，由于摩擦阻力大，使得鉆井效率低、鉆井周期長、鉆井成本高，這成為制約水平井和大位移井發(fā)展的主要因素。在現(xiàn)場實踐中，由于管柱的摩阻扭矩太大，可能出現(xiàn)以下情況機械鉆速明顯變低；鉆具不能上起或發(fā)生斷鉆具事故；達不到井身軌跡的設(shè)計要求，目的層中靶率低。降低水平段中鉆柱的前行摩擦阻力，是確保水平井或大位移井延伸鉆進長水平段的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述技術(shù)難題，增強水平段延伸鉆進能力及提高機械鉆速，特提出一種鉆井用脈動沖擊裝置。鉆柱下端鉆井液水馬力波動產(chǎn)生的流體壓力脈沖使該裝置產(chǎn)生作用于鉆柱上的軸向脈沖力。軸向脈沖力可以減少鉆柱在水平段遇到的摩擦阻力，以此提高水平段延伸鉆進能力。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種鉆井用脈動沖擊裝置，是由殼體1、活塞頭2、彈簧4、滑動軸11、靜套8及上密封圈3、下密封圈10等組成；活塞頭2 通過螺紋裝配到滑動軸11上，將彈簧4鎖定在上臺肩6和下臺肩7之間，而后滑動軸11被安裝到殼體1內(nèi)；上臺肩6由活塞頭端面12和殼體臺肩13兩部分組成，下臺肩7由靜套端面14和滑動軸臺肩15兩部分組成；上密封圈3阻止鉆井液流入到滑動軸11與殼體1之間的空腔9 ；靜套8將滑動軸11同軸地定位于殼體1內(nèi)，下密封圈10阻止該裝置外部攜帶巖屑的返回流體回流到空腔9 ；裝置行程由兩個支撐端面5的相對距離決定，且小于彈簧4的最大承載位移；彈簧4可以用螺旋彈簧或者是碟形彈簧；該裝置通過螺紋與其它工具連接。本實用新型具有的有益效果是(1)軸向振動能力強、結(jié)構(gòu)簡單、安全性能好，能夠提高定向井、水平井和大位移井水平段的延伸鉆進能力；( 有效降低鉆柱與井壁之間的摩擦力，避免鉆壓過多消耗在克服摩擦力上而使鉆頭處不能有效破巖的問題，從而提高了機械鉆速；C3)軸向脈沖力可以有效破壞水平段已形成的巖屑床，并能防止卡鉆。
圖1是本實用新型一種鉆井用脈動沖擊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖A是本實用新型一種鉆井用脈動沖擊裝置的上臺肩局部放大圖。圖B是本實用新型一種鉆井用脈動沖擊裝置的下臺肩局部放大圖。圖中1.殼體；2.活塞頭；3.上密封圈；4.彈簧；5.支撐端面；6.上臺肩；7. 下臺肩；8.靜套；9.空腔；10.下密封圈；11.滑動軸；12.活塞頭端面；13.殼體臺肩； 14.靜套端面；15.滑動軸端面。
具體實施方式
如圖1、圖A和圖B所示，一種鉆井用脈動沖擊裝置，是由殼體1、活塞頭2、彈簧4、 滑動軸11、靜套8及上密封圈3、下密封圈10等組成。其特征是活塞頭2通過螺紋裝配到滑動軸11上，將彈簧4鎖定在上臺肩6和下臺肩7之間，而后滑動軸11被安裝到殼體1 內(nèi)；上臺肩6由活塞頭端面12和殼體臺肩13兩部分組成，下臺肩7由靜套端面14和滑動軸臺肩15兩部分組成；上密封圈3阻止鉆井液流入到滑動軸11與殼體13之間的空腔9 ； 靜套8將滑動軸11同軸地定位于殼體1內(nèi)，下密封圈10阻止該裝置外部攜帶巖屑的返回流體回流到空腔9 ；裝置行程由兩個支撐端面5的相對距離決定，且小于彈簧4的最大承載位移；彈簧4可以用螺旋彈簧或者是碟形彈簧；該裝置通過螺紋與其它工具連接。在鉆進過程中，鉆壓通過殼體1壓縮彈簧4，傳遞給滑動軸11后，作用于井底鉆頭或者其它鉆具，彈簧4的壓縮量與鉆壓、泵壓的大小密切相關(guān)，但是在行程范圍內(nèi)不能達到彈簧的最大承載位移。鉆壓一定的情況下，當(dāng)該裝置下端有壓力波動時，增大流體壓力，會產(chǎn)生滑動軸11脫離殼體1的脈沖力，該裝置被伸長，從而使下部鉆具和鉆頭向前運動；而當(dāng)流體壓力降低時，滑動軸11不動、殼體1在鉆壓的作用下向前運動，裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)。 隨著流體壓力的繼續(xù)波動，該裝置在脈沖力作用下不斷向前運動，從而能夠提高水平井、大位移井鉆進時鉆壓的傳遞效率，減少水平段鉆具前行鉆進的摩擦阻力。
權(quán)利要求1.一種鉆井用脈動沖擊裝置，是由殼體(1)、活塞頭(2)、彈簧(4)、滑動軸(11)、靜套 (8)及上密封圈(3)、下密封圈(10)等組成，其特征在于活塞頭(2)通過螺紋裝配到滑動軸(11)上，將彈簧(4)鎖定在上臺肩(6)和下臺肩(7)之間，而后滑動軸(11)被安裝到殼體(1)內(nèi)，上密封圈(3)阻止鉆井液流入到滑動軸(11)與殼體(1)之間的空腔(9)；靜套(8) 將滑動軸(11)同軸地定位于殼體(1)內(nèi)，下密封圈(10)阻止該裝置外部攜帶巖屑的返回流體回流到空腔(9)；裝置行程由兩個支撐端面(5)的相對距離決定；該裝置通過螺紋與其它工具連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井用脈動沖擊裝置，其特征在于上臺肩(6)由活塞頭端面(12)、殼體臺肩(13)兩部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井用脈動沖擊裝置，其特征在于下臺肩(7)由靜套端面(14)、滑動軸臺肩(15)兩部分組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井用脈動沖擊裝置，其特征在于裝置行程小于彈簧 (4)的最大承載位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井用脈動沖擊裝置，其特征在于彈簧(4)可以用螺旋彈簧或者是碟形彈簧。
專利摘要本實用新型涉及一種在泥漿鉆水平井、大位移井時用于減小摩擦阻力、增強水平段延伸鉆進能力及提高機械鉆速的鉆井用脈動沖擊裝置。其技術(shù)方案是所述鉆井用脈動沖擊裝置由殼體、活塞頭、彈簧、滑動軸、靜套及密封圈等組成?；钊^通過螺紋裝配到滑動軸上，將彈簧卡在上臺肩和下臺肩之間，而后滑動軸被安裝到殼體內(nèi)，同時靜套將滑動軸同軸地定位于殼體內(nèi)，該裝置通過螺紋與其它工具連接。在鉆柱內(nèi)鉆井液的脈沖壓力作用下，滑動軸向外伸出，促使其伸出的作用力由鉆井液壓力和脈沖頻率決定。本實用新型具有軸向振動能力強、結(jié)構(gòu)簡單、安全性能好等優(yōu)點，它能夠減小鉆柱與井壁之間的摩擦阻力以及提高泥漿鉆水平井和大位移井水平段的延伸鉆進能力。
文檔編號E21B7/24GK202157748SQ20112028649
公開日2012年3月7日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者李海, 祝效華, 賈彥杰 申請人:西南石油大學(xué)