[发明专利]液力轴向推进冲击钻具以及液力轴向推进冲击方法

说明书

本发明提供一种液力轴向推进冲击钻具以及液力轴向推进冲击方法，钻具包括：轴向液缸总成(1)和旋转冲击器总成(2)；所述轴向液缸总成(1)设置于所述旋转冲击器总成(2)的上方，所述轴向液缸总成(1)包括液缸组(101)和推杆组(102)；所述推杆组(102)的末端与所述旋转冲击器总成(2)固定连接，用于向所述旋转冲击器总成(2)提供轴向步进液力柔性压持能量。本发明提供的液力轴向推进冲击钻具，为一种既有旋转冲击功能、又能给钻头提供柔性钻压的轴向推进冲击钻具，该钻具钻井效率高以及机械钻速高，可解决水平井、大位移井、长水平段、复杂结构等井难钻、地层钻头破岩能量不足的问题，解决拖压、钻头卡滑、憋钻问题。

技术领域

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种液力轴向推进冲击钻具以及液力轴向推进冲击方法。

背景技术

伴随深井、超深井、复杂井、水平井、大位移井的不断出现，在原有常规钻井装备不变的情况下，针对复杂地层，由于长水平段摩阻大、传递钻压困难，大量的能量消耗在数千米上部钻具的复合振动中，由此导致机械钻速慢、钻头破岩能量不足和问题事故多，因此，钻头安全、快速钻达目的层的难度越来越大。

虽然2010年以来，旋转冲击器(即扭冲工具)在国内逐步成熟，它利用钻井液流体能量在距离钻头最近的地方为钻头提供高频的旋转冲击破岩能量补给，符合PDC钻头的破岩原理，有利于稳定钻进过程和保护钻头。但其对于钻压传递没有作用，因此，旋转冲击器目前仅在直井段使用。另一方面，钻压传递方面，虽有国民油井(NOV)的旋冲工具(轴向振动马达)能够产生一定频率的轴向冲击，水平井有一定的效果，但轴向冲击使得PDC钻头复合片容易损坏、普通PDC钻头的寿命缩短，成本效益相互抵消。因此，水平井、大位移井等生产井急需开发提速提效工具装备。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种液力轴向推进冲击钻具以及液力轴向推进冲击方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种液力轴向推进冲击钻具，包括：轴向液缸总成(1)和旋转冲击器总成(2)；所述轴向液缸总成(1)设置于所述旋转冲击器总成(2)的上方，所述轴向液缸总成(1)包括液缸组(101)和推杆组(102)；所述推杆组(102)的末端与所述旋转冲击器总成(2)固定连接，用于向所述旋转冲击器总成(2)提供轴向步进液力柔性压持能量。

优选的，所述液缸组(101)包括上接头(1011)、液缸(1012)、进液孔(1013)和卡座(1014)；所述推杆组(102)包括活塞(1021)、中孔(1022)、扭转推杆(1023)和导流孔(1024)；

其中，所述液缸(1012)的上端设置所述上接头(1011)，所述上接头(1011)用于固定安装上部钻具，并形成高压区；另外，所述上接头(1011)与所述液缸(1012)的上部空腔连通，所述活塞(1021)置于所述液缸(1012)的空腔中，使所述活塞(1021)的顶部受到高压作用；所述活塞(1021)的下端与所述扭转推杆(1023)的上端固定连接，并且，所述扭转推杆(1023)的下端穿过所述液缸(1012)的空腔而延伸到所述液缸(1012)的外部，并与所述旋转冲击器总成(2)固定连接；

另外，所述液缸(1012)的底部开口处设置所述卡座(1014)，所述卡座(1014)与所述液缸(1012)之间形成所述进液孔(1013)，即：所述进液孔(1013)连通所述液缸(1012)的下部空腔与环空，使所述活塞(1021)的底部受到低压作用；并且，所述卡座(1014)开设有用于使所述扭转推杆(1023)穿过的通孔，所述通孔安装有用于使所述卡座(1014)和所述扭转推杆(1023)相互扣合的连接件，用于传递扭矩；