[实用新型]一种勘探井可回收式高频液动冲击器

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质勘探、地质勘探辅助工具、井下辅助工具技术领域， 具体为一种勘探井可回收式高频液动冲击器。

背景技术

在地质勘探过程中，由于地层、构造复杂，常规的地球物理勘探方法不能 发现和查明地层、构造时，为了确定构造位置、形态和查明地层层序以及接 触关系，通常要打地质勘探井，取回岩样进行数据分析。

由于缺少充足的地层资料，难以掌握井下地层岩性，当钻遇超硬地层时， 由于岩层可钻性差，若应用常规旋转钻进时，旋转剪切破碎岩石的方法效率 很低，岩石对钻具磨损严重，钻时增大，严重影响地质勘探周期。

为了更加高效的进行地质勘探，通常采用旋冲钻井法，即在常规旋转钻井 的基础上，将冲击和旋转结合，高效破岩的方法。其中，高频耐用的冲击器， 是保证地质勘探数据准确、缩短勘探周期的核心。

现有技术存在以下缺点

冲击器是勘探井旋冲钻井技术中的关键，其工作原理是在勘探井钻头或岩 心管上端安装一个冲击器，在旋冲钻进过程中，受高压气体或流体驱动的冲 击器，产生高频冲击力，并施加在钻头上，高效破岩，提高地质勘探效率。 目前，我国勘探井用冲击器主要存在以下问题：1.部分工具设计冲击频率较 低，冲击破岩效果不理想。2.另外部分工具砧子部件设计强度不高，工具使 用寿命难以保障。3.高压液体流通阀设计不合理，高速流体流过时，容易产 生扰流、回流现象，降低冲击器破岩效果。4.活塞部件设计不合理，不能最 大限度的利用流体压力。5.冲击器主体设计不合理，不能高效排流。6.砧子 部件设计不合理，导致密封盒内气体难以排除，活塞空气阻力增大。7.井下 地层软硬交错，钻遇软地层时，不能高效取出冲击器，导致泥包现象的加剧， 报废地质勘探井。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种勘探井可回收式高频液动冲击器，以解 决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种勘探井可回收式 高频液动冲击器，包括外管、砧子、锁紧螺母、缓冲环、锁定接头、密封盒、 砧子保护帽、冲击器主体、内管接头、活塞杆、活塞、前锁定接头、入口接 头、上密封盒、变径回收套管、橡胶衬管、回收杆和回收弹片；所述砧子插 入在缓冲环中，并通过锁紧螺母和锁定接头固定；所述缓冲环安装在外管中； 所述密封盒位于外管内，密封盒一端位于锁定接头与外管之间，另一端位于 内管接头内侧；所述冲击器主体头部与砧子之间设置有复位弹簧，所述复位 弹簧位于密封盒中；所述冲击器主体与密封盒之间设置有导流槽；所述活塞 杆穿过内管接头和设置在内管接头与冲击器主体之间的橡胶衬管与冲击器主 体连接；所述活塞位于前锁定接头中；活塞杆与活塞连接；所述前锁定接头 位于外管内，前锁定接头两端连接内管接头和入口接头；所述上密封盒小内 径端朝上套入回收套筒与外管的环空中；所述回收弹片回收弹片凸起键一侧 朝外，键与轴线夹角75°端朝上插入回收杆下部凹槽中，并用螺钉固定。

进一步，所述砧子前端和中部开设有砧子出口和砧子入水口；所述外管 内设置有固定缓冲环的底筒肩部；所述冲击器主体前端为冲锤；所述冲击器 主体外侧设置有六个冲击器主体导流槽；所述活塞杆中部设置有冲击器出水 阀。

进一步，所述内管接头和活塞杆之间设置有两个第二密封圈。

进一步，所述活塞与前锁定接头之间设置有第三密封圈。

进一步，所述入口接头与外管之间设置有两个第四密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用高压流体驱动，簧动复位结构，极大改善了冲击器冲 击频率。

2.本实用新型采用硬质合金砧子安全帽，避免砧子受冲锤高频冲击破坏， 极大提升了工具使用寿命。

3.本实用新型中，冲击器出水阀，砧子出入水口的结构，通过FLUENT流 场测试分析，采用38.5°倾角，测试结果显示流场分布情况得到明显改善， 从而提高了冲击效率。

4.活塞内部采用逐级缩径式结构，充分利用流体压力，降低对地面泵压 的要求。

5.冲击器主体内侧设有6个导流槽，在流体完成推动活塞动作后，快速 流出，减小活塞复位压力。

6.砧子安全帽中空，为密封盒内的空气流通提供通道，降低空气阻力。

7.本实用新型设计回收套筒和回收杆，保证在复杂工况下，能够实现工 具的高效回收。