[实用新型]一种复合冲击钻井工具

说明书

本实用新型提供一种复合冲击钻井工具，包括冲击腔体及轴向冲锤，所述轴向冲锤安装于所述冲击腔体内，并将冲击腔体分隔成正向冲腔及反向冲腔，还包括设于正向冲腔一端的缓冲套，所述缓冲套与轴向冲锤之间设有在轴向冲锤反向冲程时用于减弱轴向冲锤反向冲击功的阻尼间隙，所述轴向冲锤两端的内侧壁上设有回流通道，当所述轴向冲锤进入阻尼间隙时，所述正向冲腔通过阻尼间隙与所述轴向冲锤对应一端的回流通道连通。本实用新型具有反向冲击功小、使用寿命长等优点。

技术领域

本实用新型涉及能源勘探领域，尤其涉及一种复合冲击钻井工具。

背景技术

随着石油勘探开发的发展，深井、水平井等复杂井所占的比例逐渐增加，钻井提速面临着新的挑战。现有的钻井方式主要通过钻头旋转对岩石剪切、冲击来实现破岩。钻头通常包括牙轮钻头及PDC钻头。其中，牙轮钻头在钻遇硬质地层时易产生憋跳钻现象，进而需低转速、低钻压钻进，其严重制约了机械钻速；PDC钻头主要以切削、剪切和挤压方式破碎地层，钻遇硬质地层时由于切入深度较浅，破岩效率降低，当钻压增大时会加剧“粘滑”现象，钻具使用寿命低。

为有效增加PDC钻头的切入深度，同时抑制钻头的粘滑振动。现有的方式是采用复合冲击钻井工具，该工具由轴向冲击单元和扭转冲击单元两部分组成，轴向冲击单元中轴向冲锤完成正向冲程后将冲击能量传递给PDC钻头，以增加切入深度。但现有的复合冲击钻井工具在轴向冲锤进入反向冲程时，产生的冲击功易造成钻具底部的纵向振动，从而导致机械钻井效率低，工具使用寿命低等问题的发生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种反向冲击功小、使用寿命长的复合冲击钻井工具。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种复合冲击钻井工具，包括冲击腔体及轴向冲锤，所述轴向冲锤安装于所述冲击腔体内，并将冲击腔体分隔成正向冲腔及反向冲腔，还包括设于正向冲腔一端的缓冲套，所述缓冲套与轴向冲锤之间设有在轴向冲锤反向冲程时用于减弱轴向冲锤反向冲击功的阻尼间隙，所述轴向冲锤两端的内侧壁上设有回流通道，当所述轴向冲锤进入阻尼间隙时，所述正向冲腔通过阻尼间隙与所述轴向冲锤对应一端的回流通道连通。

作为上述技术方案的进一步改进：

与所述正向冲腔连通的回流通道上设有轴向配合孔，所述缓冲套上设有凸起配合部，所述轴向配合孔在轴向冲锤反向冲程时进入所述凸起配合部的上方，所述阻尼间隙为所述凸起配合部与轴向配合孔之间的间隙。

所述轴向配合孔为环形配合孔，所述凸起配合部为环形配合部；所述环形配合孔的轴向长度大于或等于所述环形配合部的轴向长度。

所述缓冲套靠近凸起配合部一端的内侧壁上设有用于提供轴向冲锤正向冲程启动所需高压流体的液压腔，所述液压腔通过连通孔与所述正向冲腔连通。

所述轴向冲锤与冲击腔体配合的内外侧壁上设有多个环形均压槽，多个所述环形均压槽沿所述轴向冲锤的轴向布置；位于所述轴向冲锤内侧壁的环形均压槽设于所述轴向冲锤两端的回流通道之间。

所述轴向冲锤的两端端面均设有多个用于保证轴向冲锤快速换向的导流槽，多个所述导流槽沿所述轴向冲锤的周向均布。

还包括扭转冲击组件，所述扭转冲击组件包括从内到外依次套设的防砂支撑套、启动换向锤及扭转冲击锤，所述启动换向锤与扭转冲击锤之间设有高压通道及低压通道，当启动换向锤相对于扭转冲击锤顺时针扭转到极限位置时，所述高压通道与正向冲腔连通，所述低压通道与反向冲腔连通；当启动换向锤相对于扭转冲击锤逆时针扭转到极限位置时，所述高压通道与反向冲腔连通，所述低压通道与正向冲腔连通。

所述扭转冲击组件与缓冲套之间设有法兰型堵头及推力轴承，所述法兰型堵头的一端与所述防砂支撑套螺纹连接，所述法兰型堵头的另一端套设于所述缓冲套内，所述推力轴承通过法兰型堵头抵紧于所述启动换向锤及扭转冲击锤的一端。