[发明专利]一种钻井提速用液力扭转脉冲冲击器

说明书

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种钻井提速用液力扭转脉冲冲击器。该装置的悬挂外筒内部设置悬挂内筒，悬挂内筒在悬挂外筒内部能够旋转，悬挂内筒上部设计为液动冲击座，液动冲击座内壁对称开有两个扇形动力腔，液动冲击座外壁上设计有多条流通槽Ⅱ，该流通槽Ⅱ与液动冲击座侧壁上的流通通道相连通，液动冲击座上端连接上分流压盖。本发明实现了周向上给PDC钻头提供高频扭转冲击力，轴向上提供脉冲冲击力，进而用来辅助钻头破岩，降低钻柱粘滑，提高机械钻速，工具结构简单，易损件少，巧妙的将钻井液能量转化为机械能来提高钻井速度、延长钻头使用寿命。

技术领域：

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种钻井提速用液力扭转脉冲冲击器。

背景技术：

在油田深井、超深井钻井作业过程中，由于地层岩石抗压抗剪强度大，使用常规牙轮钻头寿命低，需多次起下钻，进而增加钻井周期，影响钻井时效。当使用PDC钻头时，由于PDC钻头特有的切削原理，往往会使钻柱产生粘滑现象，钻柱扭转发生剧烈震荡，从而导致PDC钻头急剧磨损，造成井眼形状不规则等，容易引发井下事故，甚至造成PDC钻头失效。

目前，国内外针对深井钻井提速提效技术配套研制了多种类似工具，此类工具往往只能产生轴向冲击力或者只能产生周向冲击力，且效果并不理想。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种钻井提速用液力扭转脉冲冲击器，该装置实现了周向上给PDC钻头提供高频扭转冲击力，轴向上提供脉冲冲击力，进而用来辅助钻头破岩，降低钻柱粘滑，提高机械钻速，工具结构简单，易损件少，巧妙的将钻井液能量转化为机械能来提高钻井速度、延长钻头使用寿命。克服了现有钻井提速工具只能产生轴向冲击力或者只能产生周向冲击力，且使用效果不理想的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种钻井提速用液力扭转脉冲冲击器，包括悬挂外筒；悬挂外筒内部设置悬挂内筒，悬挂内筒在悬挂外筒内部能够旋转，悬挂内筒上部设计为液动冲击座，液动冲击座内壁对称开有两个扇形动力腔，液动冲击座外壁上设计有多条流通槽Ⅱ，该流通槽Ⅱ与液动冲击座侧壁上的流通通道相连通，液动冲击座上端连接上分流压盖；

该上分流压盖设计有中心通道，上分流压盖侧壁上设有分流通道，该分流通道与上述中心通道和上分流压盖外部形成的高压腔相连通，上分流压盖外壁上设计有多条与流通槽Ⅱ和上述高压腔相通的流通槽Ⅰ；

液动冲击座内部设置液动冲击锤，液动冲击锤外壁对称设计有两个扇形冲击臂，该扇形冲击臂两侧侧面上均开有通向液动冲击锤内部的进液通道，该扇形冲击臂置于扇形动力腔内并将扇形动力腔分成两个腔室，液动冲击锤内壁对称设计有两个凸块，该凸块两侧侧面上均开有通向液动冲击锤外部的进液口；

液动冲击锤内部设置启动换向器，启动换向器外壁上对称开有两个换向腔，凸块置于该换向腔内，启动换向器外壁上开有多条泄流槽，启动换向器侧壁上对称开有两个进液通道；

启动换向器套装在内分流座上，内分流座设计有中心通道，内分流座侧壁上均布有分流孔，内分流座底端设计有底座，底座内开有泄流通道，该泄流通道能够连通泄流槽和内分流座中心通道；

通过启动换向器的换向腔的换向旋转能够使扇形动力腔内两个腔室液压大小进行变换，进而使扇形冲击臂在扇形动力腔内往复旋转并撞击液动冲击座；

悬挂内筒内下部设置液动旋流器，液动旋流器中心为通孔，液动旋流器上均匀分布有多个旋流叶片，旋流叶片与液动旋流器外壳构成高压旋流腔，液动旋流器中心通孔内的高压流体能够通过液动旋流器上均布的分流孔道进入高压旋流腔，进而带动液动旋流器作周向旋转，液动旋流器下端设计有上盘阀，上盘阀周向均布有多个流通孔Ⅰ，上盘阀置于下盘阀上，下盘阀上设计有多个与流通孔Ⅰ相对应的流通孔Ⅱ，下盘阀固定于悬挂内筒上，上盘阀和下盘阀能够相对旋转。

悬挂内筒下端连接钻头。