本實(shí)用新型涉及一種用于石油鉆探領(lǐng)域的一種提供周期性沖擊的鉆井工具。

背景技術(shù)：

隨著淺層油氣資源的逐漸枯竭，鉆井工程逐漸向深井、超深井作業(yè)發(fā)展，并且為了實(shí)現(xiàn)高效油氣開采作業(yè)，伴隨鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，井身結(jié)構(gòu)也逐漸多樣化，分支井、魚骨井、水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井已經(jīng)成為現(xiàn)代鉆井工程的必然選擇。但是在鉆井過程中，由于鉆井深度不斷增加，鉆井作業(yè)面臨更加復(fù)雜的工況條件，在鉆進(jìn)過程中，復(fù)雜的地質(zhì)條件、鉆柱系統(tǒng)受力復(fù)雜等因素成為鉆井效率的制約條件，在很大程度上限制了鉆井效率的提高。因此，新型鉆井工具的研發(fā)成為一種必然趨勢。為了解決鉆井過程中，鉆頭容易出現(xiàn)的泥包、粘滑等現(xiàn)象，沖擊鉆井工具應(yīng)運(yùn)而生。

在現(xiàn)有產(chǎn)品中，軸向沖擊工具和周向沖擊工具已經(jīng)逐漸成為成熟產(chǎn)品，但是新型沖擊鉆井工具仍然存在市場潛能。為了探索高效鉆井技術(shù)，降低鉆井成本，提出一種提供周期性沖擊的鉆井工具。通過渦輪驅(qū)動，產(chǎn)生周期性沖擊，最終作用在鉆頭上，并且設(shè)計(jì)工具本身自帶的減震機(jī)構(gòu)，在提高鉆頭破巖效率的同時，避免鉆頭破巖產(chǎn)生的振動對工具性能產(chǎn)生影響。新型周期性沖擊鉆井工具能夠改善鉆頭的受力情況，通過提供額外的周期性沖擊，加速鉆頭破巖，降低泥包、粘滑等現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性。使用沖擊鉆井工具可以有效提高鉆井速度，節(jié)約鉆井時間，從而節(jié)約鉆井成本，所以探索研發(fā)新型鉆井工具能夠?yàn)殂@井技術(shù)的發(fā)展提供幫助。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：為了降低鉆井過程中鉆頭容易產(chǎn)生泥包、粘滑現(xiàn)象的可能性，提高鉆井效率，特提供一種提供周期性沖擊的鉆井工具。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種提供周期性沖擊的鉆井工具由上接頭、防掉帽、防掉短節(jié)、定位環(huán)、上部鎖緊環(huán)、渦輪定子、渦輪轉(zhuǎn)子、渦輪外殼、渦輪軸、下部鎖緊環(huán)、導(dǎo)流短節(jié)、矩形密封圈a、矩形密封圈b、車式密封圈、隔套、花鍵芯軸、沖擊外殼、蝶簧、矩形密封圈c、砧子、定位塊、彈性體和八方套組成，其中上接頭、防掉帽、防掉短節(jié)、定位環(huán)、上部鎖緊環(huán)、渦輪定子、渦輪轉(zhuǎn)子、渦輪外殼、渦輪軸和下部鎖緊環(huán)組成渦輪總成，在渦輪外殼內(nèi)安裝渦輪定子，并利用上部鎖緊環(huán)和下部鎖緊環(huán)進(jìn)行固定，在上接頭前端安裝定位環(huán)后，將上接頭安裝在渦輪外殼后端，再通過定位環(huán)和上部鎖緊環(huán)中心孔安裝防掉短節(jié)，同時在防掉短節(jié)后端安裝防掉帽，在防掉短節(jié)前端安裝渦輪軸，再在渦輪軸上安裝渦輪轉(zhuǎn)子，通過鉆井液驅(qū)動渦輪總成旋轉(zhuǎn)，為沖擊結(jié)構(gòu)提供動力，驅(qū)動沖擊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生周期性沖擊，在上接頭圓周上設(shè)計(jì)扶正塊，使沖擊鉆井工具自帶扶正作用。沖擊結(jié)構(gòu)由導(dǎo)流短節(jié)、矩形密封圈a、矩形密封圈b、車式密封圈、隔套、花鍵芯軸、沖擊外殼、蝶簧和矩形密封圈 c組成，將導(dǎo)流短節(jié)安裝在渦輪軸前端，隨著渦輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并在導(dǎo)流短節(jié)內(nèi)圓周上安裝矩形密封圈a密封導(dǎo)流短節(jié)和花鍵芯軸之間的間隙，在導(dǎo)流短節(jié)前端安裝花鍵芯軸，將矩形密封圈b和車式密封圈分別安裝在隔套的內(nèi)外圓周上后，將隔套安裝在花鍵芯軸上，再在花鍵芯軸上安裝蝶簧，最后在沖擊外殼上安裝矩形密封圈c后將沖擊外殼安裝在渦輪外殼前端，通過導(dǎo)流短節(jié)和花鍵芯軸的相互作用，使花鍵芯軸與砧子周期性的碰撞，從而產(chǎn)生周期性的沖擊作用，通過蝶簧吸收下部振動，降低振動對工具性能的影響。砧子、定位塊、彈性體和八方套組成下部總成，在砧子依次安裝八方套、彈性體和定位塊，通過砧子承受花鍵芯軸產(chǎn)生的周期性沖擊，避免沖擊直接作用在鉆頭上，造成切削齒損壞，利用定位塊對砧子進(jìn)行定位。其中，上接頭圓周上的扶正塊數(shù)量為8個，導(dǎo)流短節(jié)和砧子圓周上的導(dǎo)流孔數(shù)量均為4 個，彈性體和定位塊數(shù)量均為6件。

本實(shí)用新型的有益效果是：(1)采用渦輪驅(qū)動導(dǎo)流短節(jié)旋轉(zhuǎn),與花鍵芯軸作用,產(chǎn)生周期性沖擊, 作用在砧子上,傳遞到鉆頭；(2)通過作用在鉆頭上的周期性沖擊,調(diào)節(jié)鉆頭受力情況,降低鉆頭產(chǎn)生泥包、粘滑等現(xiàn)象的可能性，加速鉆頭破巖，提高鉆井效率；(3)在花鍵芯軸上安裝蝶簧，通過隔套作用，吸收鉆頭下部產(chǎn)生的振動，降低振動對工具上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的A-A截面圖。

圖3是圖1中的B-B截面圖。

圖4是圖1中的C-C截面圖。

圖5是上接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是導(dǎo)流短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是花鍵芯軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1.上接頭，2.防掉帽，3.防掉短節(jié)，4.定位環(huán)，5.上部鎖緊環(huán)，6.渦輪定子，7.渦輪轉(zhuǎn)子， 8.渦輪外殼，9.渦輪軸，10.下部鎖緊環(huán)，11.導(dǎo)流短節(jié)，12.矩形密封圈a，13.矩形密封圈b， 14.車式密封圈，15.隔套，16花鍵芯軸，17.沖擊外殼，18.蝶簧，19.矩形密封圈c，20.砧子， 21.定位塊，22.彈性體，23.八方套。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

參見附圖1，一種提供周期性沖擊的鉆井工具由渦輪總成、沖擊結(jié)構(gòu)、下部總成組成，渦輪總成由上接頭1、防掉帽2、防掉短節(jié)3、定位環(huán)4、上部鎖緊環(huán)5、渦輪定子6、渦輪轉(zhuǎn)子7、渦輪外殼8、渦輪軸9和下部鎖緊環(huán)10組成，在渦輪外殼8內(nèi)安裝渦輪定子6，并利用上部鎖緊環(huán)5和下部鎖緊環(huán)10進(jìn)行固定，在上接頭1前端安裝定位環(huán)4后，將上接頭1安裝在渦輪外殼8后端，再通過定位環(huán)4和上部鎖緊環(huán)5中心孔安裝防掉短節(jié)3，同時在防掉短節(jié)3 后端安裝防掉帽2，在防掉短節(jié)3前端安裝渦輪軸9，再在渦輪軸9上安裝渦輪轉(zhuǎn)子7，鉆井液流過渦輪總成時，驅(qū)動渦輪總成旋轉(zhuǎn)，為沖擊結(jié)構(gòu)提供動力，驅(qū)動沖擊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生周期性沖擊，在上接頭1圓周上設(shè)計(jì)扶正塊，使沖擊鉆井工具自帶扶正作用。

沖擊結(jié)構(gòu)由導(dǎo)流短節(jié)11、矩形密封圈a12、矩形密封圈b13、車式密封圈14、隔套15、花鍵芯軸16、沖擊外殼17、蝶簧18和矩形密封圈c19組成，將導(dǎo)流短節(jié)11安裝在渦輪軸9前端，隨著渦輪軸9一起旋轉(zhuǎn)，并在導(dǎo)流短節(jié)11內(nèi)圓周上安裝矩形密封圈a12密封導(dǎo)流短節(jié)11和花鍵芯軸16之間的間隙，在導(dǎo)流短節(jié)11前端安裝花鍵芯軸16，將矩形密封圈b13和車式密封圈14分別安裝在隔套15的內(nèi)外圓周上后，將隔套15安裝在花鍵芯軸16上，再在花鍵芯軸16上安裝蝶簧18，最后在沖擊外殼17上安裝矩形密封圈c19后將沖擊外殼17安裝在渦輪外殼8前端，通過導(dǎo)流短節(jié)11和花鍵芯軸16的相互作用，使花鍵芯軸16與砧子20周期性的碰撞，從而產(chǎn)生周期性的沖擊作用，通過蝶簧18吸收下部振動，降低振動對工具性能的影響。

下部總成由砧子20、定位塊21、彈性體22和八方套23組成，在砧子20依次安裝八方套23、彈性體22和定位塊21，通過砧子20承受花鍵芯軸16產(chǎn)生的周期性沖擊，避免沖擊直接作用在鉆頭上，造成切削齒損壞，利用定位塊21對砧子20進(jìn)行定位。