本发明涉及井下作业,是一种激振破岩装置。
背景技术:
1、随着油气开采目标向着纵深发展。深层、超深层高温高压高研磨极大制约了常规钻井技术。轴向冲击钻井提速工具被研发和使用于钻采作业中,高频冲击载荷可加速岩石破碎、减少摩阻、增加水平进尺和提升钻速,缩短钻井周期和提高钻井效率。目前,常规钻井方式在深部地层钻井过程中存在进尺慢、钻头磨损快,钻井工具失效等问题,因此降低了深井超深井钻井效率,延长了建井周期。
2、油气勘探开发中常采用轴向冲击钻井提速工具与pdc钻头配合在一定程度上提高深部硬地层的钻井速度,但是其结构比较复杂,在深井、超深井中由于温度的升高而磨损严重,逐渐体现出技术的不适应性。因此,亟需一种结构简单,维保方便,可高效传递冲击功的钻井提速工具。
3、公告号为cn 111021947b的中国专利文献公开了一种旋转冲击工具,其特征在于包括外筒、上芯轴、下芯轴、芯轴铁砧、冲击发生件、冲击驱动组件、冲击执行组件、上浮动密封组件、下浮动密封组件和磁性吸附装置,外筒的上部内侧悬挂有能相对其转动的上芯轴,外筒的下部内侧限位安装有能相对其转动的下芯轴,下芯轴的上端内侧设有安装环槽,安装环槽内座有芯轴铁砧,上芯轴的下部套装于安装环槽内并位于芯轴铁砧的上方,上芯轴的下部和下芯轴的上部传动连接在一起,且上芯轴能相对下芯轴上下移动,上芯轴的下部固定有能在其下行时撞击芯轴铁砧的冲击发生件;下芯轴外侧安装有套装于外筒内侧且能与下芯轴同步转动的冲击驱动组件,外筒内侧安装有座于冲击驱动组件上的冲击执行组件,所述冲击执行组件能随着冲击驱动组件的转动而周期性上下往复运动;上芯轴与外筒之间设有套装在上芯轴上部外侧的上浮动密封组件,下芯轴与外筒之间套装有限位安装在外套筒下部内侧的下浮动密封组件,对应上浮动密封组件和冲击执行组件之间位置的上芯轴与外筒之间设有磁性吸附装置;外筒的上部内侧沿竖直方向间隔分布有第一环台和第二环台,上芯轴的上端位于第一环台的上方,上芯轴的下端位于第二环台的下方,对应第一环台和第二环台之间位置的上芯轴外侧设有上环限位件,对应第一环台与环形限位件之间位置以及环形限位件与第二环台之间位置的上芯轴与外筒之间均限位套装有推力轴承;第一环台与上芯轴之间、第二环台与上芯轴之间均套设有上耐磨套;外筒包括上接头、轴承体套筒、冲击套筒、中间套和下套筒,轴承体套筒的上端内侧与第一环台的下端外侧一体设置,第一环台的上部外侧与上接头的下部内侧固定安装在一起,且上接头座于轴承体套筒上,冲击套筒的上端内侧与第二环台的下端外侧一体设置,第二环台的上端外侧与轴承体套筒的下端内侧固定安装在一起,且轴承体套筒座于冲击套筒上,下芯轴的上端位于中间套的上方,冲击执行组件位于第二环台下方,冲击驱动组件位于中间套上方,冲击套筒的下端外侧设有外环槽,外环槽内固定安装有外耐磨套,冲击套筒的下端内侧与中间套的上端外侧固定安装在一起,中间套的下端外侧与下套筒的上端内侧固定安装在一起,中间套的下端外侧固定安装有位于下套筒内的中筒密封套,中筒密封套套装于下芯轴内且两者之间安装有o形密封圈,中间套的上部内侧设有中耐磨环槽,中耐磨环槽内设有套装于下芯轴外侧的中耐磨套;上浮动密封组件包括上阀体、防尘圈、上单向密封圈、第一衬套和上密封圈,上单向密封圈能阻碍液体由上至下渗透,对应第一环台上方位置的上芯轴与上接头之间套装有上阀体,上阀体与上芯轴之间由上至下依次间隔设有防尘圈、上单向密封圈和第一衬套,对应防尘圈和上单向密封圈之间位置的上阀体内侧设有第一内环槽,对应第一内环槽位置的上阀体外侧沿圆周均布有至少一个能与第一内环槽连通的第一连通孔,对应第一内环槽下方位置的上阀体下端沿圆周均布有至少一个开口向下的连通盲孔,连通盲孔上端均位于第一衬套上方,对应第一内环槽下方位置的上阀体与上接头之间上下间隔设有至少一道上密封圈,对应每两相邻的上密封圈之间位置的上阀体外侧均设有能与对应位置连通盲孔连通的第二连通孔,对应上单向密封圈和第一衬套之间位置的上阀体内侧设有至少一个能与对应位置连通盲孔连通的第三连通孔;轴承体套筒的上部与第一环台之间设有连通的上安装通道,上安装通道的一端位于轴承体套筒的上部外侧且安装有上安装堵头,上安装通道的另一端位于第一环台的上端;下浮动密封组件包括下阀体、第三衬套、第二衬套、下单向密封圈和下密封圈,对应下套筒中部位置的下芯轴与下套筒之间套装有下阀体,下阀体上部内侧设有第一阀体环台,第一阀体环台内侧与下芯轴之间设有第二衬套,下阀体下端内侧设有第二阀体环台,第二阀体环台上部内侧与下芯轴之间设有能阻碍液体由下至上渗透的下单向密封圈,下阀体上部外侧与下套筒之间设有下密封圈,对应第二衬套和下单向密封圈之间位置的下阀体内侧设有第二内环槽,第一阀体环台内侧沿圆周分布有至少一道上下贯通的连通槽,下阀体下部外侧沿圆周分布有至少一道开口向下的滑动槽,对应每个滑动槽上端位置的下套筒外侧均设有内外贯通的限位安装孔,每个限位安装孔内均固定安装有内端位于对应位置滑动槽内的限位堵头,对应中间套与下阀体之间位置的下套筒上设有下安装通孔,下安装通孔内安装有下安装堵头;下套筒的下端内侧设有下环台,下环台的中部内侧设有内环槽,内环槽内安装有第三衬套,对应内环槽外侧位置的下环台上设有上下贯通的第四连通孔;磁性吸附装置为柱形磁铁,第一环台上端沿圆周均布有至少两个安装盲孔,每个安装盲孔内均固定安装有柱形磁铁。该旋转冲击工具存在:(1)冲程较短,冲击效果差的问题;(2)结构复杂,核心部件冲击驱动组件不易加工的问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种激振破岩装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有轴向冲击装置结构复杂和冲程短的问题。
2、本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种激振破岩装置包括上接头、中心管、滑套管、上锤体、下锤体、喷头和下接头,上接头上端内侧由上至下依次设有内径依次增大的第一环槽和第二环槽,上接头下端外侧固定安装有下接头,下接头下部内侧由上至下依次设有第一环台和第二环台,第一环台的内径与第二环槽一致,第二环台的内径小于第一环台;下接头第一环槽内固定安装有下端位于第二环台上方的中心管,中心管下端内侧固定安装有座于第二环台上侧的喷头,喷头下部外侧设有若干个内外贯通的导液孔,中心管外侧设有上端位于第二环槽下部的滑套管,滑套管下端座于第二环台上侧;对应上接头与第一环台之间位置的滑套管中部外侧设有上锤体和下锤体,下锤体中部内侧由上至下依次设有内径依次减小的第一冲击环台和第二冲击环台,第一冲击环台上座有上锤体,滑套管中部外侧设有座于第二冲击环台的第三冲击环台,上锤体下端外侧设有第三环槽,下锤体上端位于第三环槽内;中心管与滑套管之间形成换液环空,上锤体上左右对称设有两个上进液孔,上进液孔成l形,上进液孔的内端为进口,上进液孔的上端为出口,对应上进液孔进口上方位置的中心管上部左右对称设有两个上导液孔,对应上导液孔位置的中心管外侧设有上密封弧形凸台,对应上进液孔进口下方位置的滑套管上部左右对称设有两个上连通孔,上锤体上前后对称设有两个上排液孔,上排液孔成l形,上排液孔的上端为进口,上排液孔的内端为出口,对应上排液孔出口位置的滑套管上部前后对称设有两个上出液孔;下锤体上左右对称设有两个下进液孔,下进液孔成倒l形,下进液孔的内端为进口,下进液孔的下端为出口,对应下进液孔进口位置的中心管下部左右对称设有两个下导液孔,对应下导液孔位置的中心管外侧设有下密封弧形凸台,对应下进液孔进口位置的滑套管下部左右对称设有两个下连通孔,下锤体上前后对称设有两个下排液孔,下排液孔成倒l形,下排液孔的下端为进口,下排液孔的内端为出口,对应下排液孔出口下方位置的滑套管下部前后对称设有两个下出液孔。
3、下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
4、上述对应第三冲击环台上方位置的中心管中部可前后对称设有两个第一助力孔,对应第一助力孔位置的中心管外侧设有中密封弧形凸台,第三冲击环台下侧位置的滑套管中部前后对称设有两个第二助力孔。
5、上述第一助力孔可为长条孔。
6、上述对应上进液孔出口外侧位置的上锤体上端面可设有上助力环槽,对应下进液孔出口外侧位置的下锤体下端面设有下助力环槽。
7、上述上导液孔和下导液孔均可为矩形孔。
8、本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过各流道的依次导通,实现上锤体和下锤体往复式的上下摆动,将轴向的冲击力传递给钻头,提高了冲击功的传递,进而提高钻头的破岩效果;通过设置上密封弧形凸台、中密封弧形凸台和下密封弧形凸台,避免液体进入换液环空,具有可靠、问题和破岩效果的特点。
1.一种激振破岩装置,其特征在于包括上接头、中心管、滑套管、上锤体、下锤体、喷头和下接头,上接头上端内侧由上至下依次设有内径依次增大的第一环槽和第二环槽,上接头下端外侧固定安装有下接头,下接头下部内侧由上至下依次设有第一环台和第二环台,第一环台的内径与第二环槽一致,第二环台的内径小于第一环台;下接头第一环槽内固定安装有下端位于第二环台上方的中心管,中心管下端内侧固定安装有座于第二环台上侧的喷头,喷头下部外侧设有若干个内外贯通的导液孔,中心管外侧设有上端位于第二环槽下部的滑套管,滑套管下端座于第二环台上侧;对应上接头与第一环台之间位置的滑套管中部外侧设有上锤体和下锤体,下锤体中部内侧由上至下依次设有内径依次减小的第一冲击环台和第二冲击环台,第一冲击环台上座有上锤体,滑套管中部外侧设有座于第二冲击环台的第三冲击环台,上锤体下端外侧设有第三环槽,下锤体上端位于第三环槽内;中心管与滑套管之间形成换液环空,上锤体上左右对称设有两个上进液孔,上进液孔成l形,上进液孔的内端为进口,上进液孔的上端为出口,对应上进液孔进口上方位置的中心管上部左右对称设有两个上导液孔,对应上导液孔位置的中心管外侧设有上密封弧形凸台,对应上进液孔进口下方位置的滑套管上部左右对称设有两个上连通孔,上锤体上前后对称设有两个上排液孔,上排液孔成l形,上排液孔的上端为进口,上排液孔的内端为出口,对应上排液孔出口位置的滑套管上部前后对称设有两个上出液孔;下锤体上左右对称设有两个下进液孔,下进液孔成倒l形,下进液孔的内端为进口,下进液孔的下端为出口,对应下进液孔进口位置的中心管下部左右对称设有两个下导液孔,对应下导液孔位置的中心管外侧设有下密封弧形凸台,对应下进液孔进口位置的滑套管下部左右对称设有两个下连通孔,下锤体上前后对称设有两个下排液孔,下排液孔成倒l形,下排液孔的下端为进口,下排液孔的内端为出口,对应下排液孔出口下方位置的滑套管下部前后对称设有两个下出液孔。
2.根据权利要求1所述的激振破岩装置,其特征在于对应第三冲击环台上方位置的中心管中部前后对称设有两个第一助力孔,对应第一助力孔位置的中心管外侧设有中密封弧形凸台,第三冲击环台下侧位置的滑套管中部前后对称设有两个第二助力孔。
3.根据权利要求2所述的激振破岩装置,其特征在于第一助力孔为长条孔。
4.根据权利要求1或2或3所述的激振破岩装置,其特征在于对应上进液孔出口外侧位置的上锤体上端面设有上助力环槽,对应下进液孔出口外侧位置的下锤体下端面设有下助力环槽。
5.根据权利要求1或2或3所述的激振破岩装置,其特征在于上导液孔和下导液孔均为矩形孔。
6.根据权利要求4所述的激振破岩装置,其特征在于上导液孔和下导液孔均为矩形孔。