[发明专利]冲击钻具及具有该冲击钻具的冲击钻机

说明书

本发明提供一种冲击钻具及具有该冲击钻具的冲击钻机，冲击钻具包括环形缸体、环形活塞和加力偏压件。其中，环形缸体具有上下敞口的环形腔，所述环形缸体连接牵引索，且下端安装有锤头；环形活塞设置于所述环形腔内，并与所述环形缸体可滑动地连接；加力偏压件设置于所述环形缸体与所述环形活塞之间，可对所述环形缸体施加相对于所述环形活塞向下而对所述环形活塞施加一个相对于所述环形缸体向上的偏压力。本发明可以增加环形缸体上的锤头对井底的冲击力，因此这种结构形式的冲击钻具在适当减少重量时也可以满足对冲击力的需求，从而可以做成小型化，降低运输成本。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种冲击钻具及具有该冲击钻具的冲击钻机。

背景技术

利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作称为钻井。钻机是钻井工作中必不可少的一个设备，通常包括钻具和卷扬机等，根据钻进方法的不同，钻机通常可以分为冲击钻机、回转钻机和复合钻机等。

冲击钻机应用于冲击钻进。冲击钻进需要反复地升起和降落冲击钻具，靠冲击钻具不断的向下冲击地层进行破岩。

现代冲击钻进工艺中，广泛采用了泥浆，在钻进作业中，使用泥浆可以防止塌孔，悬浮岩屑，安全穿过流砂层等。其中悬浮岩屑能够防止岩屑很快沉入孔底，防止埋钻事故。但是，泥浆对冲击钻具的下落产生较大的阻力，降低冲击钻具对岩层的冲击力。

现有技术中减少泥浆对冲击钻具的下落产生的阻力影响，而导致降低冲击钻具对岩层的冲击力的问题，通常是采用增加冲击钻具的重量的方法。因此现有技术中的冲击钻具都是体积庞大且笨重的。进而导致搬运困难，运输车辆的选择大大受到限制，运输的成本也因此大大提高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的冲击钻具体大笨重的缺陷，从而提供一种提高冲击力、可以小型化、降低运输成本的冲击钻具及具有该冲击钻具的冲击钻机。

本发明的一种冲击钻具，包括：

环形缸体，具有上下敞口的环形腔，所述环形缸体连接牵引索，且下端安装有锤头；

环形活塞，设置于所述环形腔内，并与所述环形缸体可滑动地连接；

加力偏压件，设置于所述环形缸体与所述环形活塞之间，可对所述环形缸体施加相对于所述环形活塞向下而对所述环形活塞施加一个相对于所述环形缸体向上的偏压力。

所述环形缸体由外管及通过连接结构与所述外管固定连接的上下贯通的内管构成，所述内管与所述外管之间形成所述环形腔。

所述环形活塞包括底壁，由所述底壁靠近所述环形腔外壁的边缘向上延伸形成的外环周壁；所述外环周壁、所述底壁和所述环形腔内壁共同围成可容纳泥浆的承载腔。

所述环形活塞还包括由所述底壁靠近所述环形腔内壁的边缘向下延伸形成的导向周壁。

所述加力偏压件包括至少一个设置在所述环形腔内的第一螺旋弹簧。

所述加力偏压件还包括设置在所述环形腔内的第二螺旋弹簧，所述第一螺旋弹簧与所述第二螺旋弹簧分别靠近所述环形腔的内壁与外壁设置。

所述第一螺旋弹簧的上端与所述环形活塞相抵，下端与所述连接结构相抵；或者所述第一螺旋弹簧和所述第二螺旋弹簧的上端与所述环形活塞相抵，下端与所述连接结构相抵。

所述连接结构由呈辐射状延伸而出的多个固定连接在所述内管及所述外管之间的肋板构成。

所述连接结构为所述锤头，所述锤头由连接所述外管的外筒，连接所述内管的心管及呈辐射状延伸而出的多个固定连接在所述外筒及所述心管之间的肋板构成。

所述内管中设有单向阀，所述单向阀允许泥浆从所述内管流入所述外管，且反向截止。