[发明专利]一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置

说明书

本发明公开了一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置，包括上接头、钻井工具本体和下接头，在下接头的上端设置有传压杆，钻井工具本体、传压杆与下接头之间形成弹簧腔室，在弹簧腔室内设置有弹簧，在钻井工具本体上开设有连通孔，在传压杆的上端设置有活塞，在活塞的上端设置有承压头，在上接头的内侧设置有承压座，所述活塞、承压头、承压座与上接头之间形成增压腔，在承压头上设置有连通增压腔的主流孔和侧流孔，所述活塞与上接头之间设置有第一滑动密封件，活塞的顶底两端形成有压差。本发明利用钻柱纵向振动能量调制钻头冲击载荷和钻井液脉冲射流，在动静载荷联合作用下提高钻头破岩效率，同时降低钻柱振动带来的危害。

技术领域

本发明涉及一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置，属于石油钻井工具设计技术领域。

背景技术

深部硬地层的快速钻进是制约深井超深井钻井发展的技术关键，目前亟需解决深部地层钻进效率低的问题，而提高钻头破岩效率是加快钻井速度的最优途径。导致深井机械钻速低的因素复杂而多样，其中井底水力能量和钻头破岩能力不足、钻柱振动及能量利用效率低等是重要原因之一。如何强化井底水力能量、提高钻头破岩能力与控制钻柱振动对提高深井超深井机械钻速具有重要意义。现有井下脉冲射流发生器多采用机械阻断式，需要消耗部分钻井液水力能量来驱动脉冲射流调制发生装置工作，脉冲射流的调制过程仅是对井底原有水力能量的再分配，无新能量引入，在深井井底水力能量原本就不足的条件下，消耗部分钻井液能量再分配，会影响工具在深井的使用效果。因此需要寻求其他能量来调制脉冲射流，以拓宽其井深适用范围。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种可产生水力脉冲和冲击振动双作用的钻井提速装置，包括上接头、钻井工具本体和下接头，上接头的下端与钻井工具本体的上端连接，钻井工具本体的下端与下接头连接，在下接头的上端设置有传压杆，传压杆位于钻井工具本体的中心，钻井工具本体、传压杆与下接头之间形成弹簧腔室，在弹簧腔室内设置有弹簧，在钻井工具本体上开设有连通弹簧腔室与外部环空的连通孔，在传压杆的上端设置有活塞，在活塞的上端设置有承压头，在上接头的内侧设置有与承压头相配合的承压座，所述活塞、承压头、承压座与上接头之间形成增压腔，在下接头、传压杆和活塞的中心设置有贯通的流体通道，在承压头的中心设置有连通增压腔和流体通道的主流孔，在承压头的周边设置有连通增压腔和流体通道的侧流孔，所述活塞的外壁与上接头的内壁之间设置有第一滑动密封件，活塞的底部空间与弹簧腔室空气连通。

优选的，所述承压座与上接头通过螺栓固定连接。

优选的，所述钻井工具本体与下接头之间设置有第二滑动密封件。

本发明的有益技术效果是：

本发明利用钻柱纵向振动能量调制钻头冲击载荷和钻井液脉冲射流，在动静载荷联合作用下提高钻头破岩效率，同时降低钻柱振动带来的危害。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构原理示意图。

图中：1-上接头，2-钻井工具本体，3-下接头，4-传压杆，5-凸块，6-弹簧腔室，7-弹簧，8-连通孔，9-活塞，10-承压头，11-承压座，12-增压腔，13-流体通道，14-主流孔，15-侧流孔，16-第一滑动密封件，17-底部空间，18-第二滑动密封件。

具体实施方式