钻井用液动冲击器的制作方法

本实用新型涉及井下钻井工具，特别涉及一种钻井用液动冲击器。

背景技术：

随着油气勘探开发的逐步深入，勘探的目标逐步向深部地层发展，在钻探深部地层的过程中，随着井的深度的增加，钻井过程中遇到的地层变得复杂，钻井难度越来越大。

相关技术中通过钻具给钻具下端所连接的钻头施加钻压，使钻头旋转破碎井底岩石。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

相关技术中钻具实际施压到钻头上的钻压小，使得钻头的轴向冲击破坏地层的作用有限。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种钻井用液动冲击器，能够产生更强的液动冲力并传递给钻头，增强了钻头的破岩效率。具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种钻井用液动冲击器，钻井用液动冲击器包括：上壳体、整流器、导流体、螺纹锁和下壳体；其中，

所述上壳体为中空的柱状结构，所述整流器、所述导流体和所述下壳体自上而下依次设置在所述上壳体的内部，所述导流体的内壁与所述下壳体的外壁相贴合且所述整流器的下端与所述下壳体的上端之间形成导流腔体，所述下壳体的下端适于与钻头相连接；

所述螺纹锁套装在所述下壳体上，所述螺纹锁的外壁与所述上壳体的下端相连接，所述上壳体的上端适于与钻具相连接；

所述上壳体、所述整流器、所述导流体和所述下壳体依次连通；

当从所述上壳体的液体进入所述整流器内的液体在所述整流器的带动下，驱动所述导流体和所述下壳体沿所述上壳体做轴向往复运动。

可选的，所述整流器包括：壳体、固定件和叶轮；

所述壳体为上端无盖、下端设置有底盖的中空柱状结构，所述底盖上设置有多个第一导流通道；

所述叶轮通过所述固定件设置在所述壳体内，且旋转轴与所述壳体的轴重合。

可选的，所述整流器还包括：传动板，所述传动板沿周向设置有多个第二导流通道；

所述传动板与所述底盖相抵，所述叶轮的一端与所述传动板相连接，当所述叶轮旋转时带动所述传动板转动。

可选的，所述传动板包括：沿轴对称的扇叶结构，所述底盖包括：沿轴对称的扇叶结构；

当所述传动板与所述底盖的位置重合时，所述第一导流通道与第二导流通道连通。

可选的，所述固定件包括：上固定板和下固定板，其中，

所述上固定板为圆盘状结构，所述上固定板设置有至少一个第三导流通道；

所述下固定板为圆盘状结构，所述下固定板设置有至少一个第四导流通道。

可选的，所述上固定板上设置有第一中心通孔，所述下固定板上设置有第二中心通孔，所述叶轮的中心轴穿至所述第一中心通孔和所述第二中心通孔内。

可选的，所述导流体包括：相连接的第一柱状结构和第二柱状结构，所述第一柱状结构上沿轴向设置有第五导流通道，所述第二柱状结构沿轴向设置有第三中心通孔，所述第三中心通孔的内径小于所述第五导流通道的内径，所述下壳体的第一端设置在所述第三中心通孔内。

可选的，所述螺纹锁包括：上下相连接的第一中空柱状结构和第二中空柱状结构，所述第一中空柱状结构的外径大于所述第二中空柱状结构的外径。

可选的，所述下壳体包括：上下相连接的第三中空柱状结构和第四中空柱状结构，所述第三中空柱状结构的外径小于所述第四中空柱状结构的外径。

可选的，所述下壳体的第二端的内径逐渐变大。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型实施例中的一种钻井用液动冲击器，包括：上壳体、整流器、导流体、螺纹锁和下壳体；其中，上壳体为中空的柱状结构，整流器、导流体和下壳体自上而下依次设置在上壳体的内部，导流体的内壁与下壳体的外壁相贴合且整流器的下端与下壳体的上端之间形成导流腔体，下壳体的下端适于与钻头相连接；螺纹锁套装在下壳体上，螺纹锁的外壁与上壳体的下端相连接，上壳体的上端适于与钻具相连接；上壳体、整流器、导流体和下壳体依次连通；当从上壳体的液体进入整流器内的液体在整流器的带动下，驱动导流体和下壳体沿上壳体做轴向往复运动。本实用新型实施例中的钻井用液动冲击器与钻头连接后，钻井用液动冲击器能够产生更强的液动冲力，并将产生的液动冲击力传递给钻头，增强了钻头的破岩效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器中的传动板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器中的上固定板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器中的限位件的结构示意图。

附图标记分别表示：

1—上壳体，

2—整流器，

21—壳体，

22—固定件，

221—上固定板，

2211—第三导流通道，

222—下固定板，

2221—第四导流通道，

23—叶轮，

24—第一导流通道，

25—传动板，

26—第二导流通道，

3—导流体，

31—第一柱状结构，

32—第二柱状结构，

33—第五导流通道，

4—螺纹锁，

5—下壳体，

6—限位件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，本申请中的当钻井用液动冲击器按竖直方向进行使用时，上方为竖直向上，下方为竖直向下。

本实用新型提供了一种钻井用液动冲击器，该钻井用液动冲击器包括：上壳体1、整流器2、导流体3、螺纹锁4和下壳体5。

上壳体1为中空的柱状结构，整流器2、导流体3和下壳体5自上而下依次设置在上壳体1的内部，导流体3的内壁与下壳体5的外壁相贴合且整流器2的下端与下壳体5的上端之间形成导流腔体，下壳体5的下端适于与钻头相连接。

需要说明的是，当下壳体5在向上移动的过程中，导流腔体的体积会不断变小，当下壳体5在向下移动的过程中，导流腔体的体积会不断变大，直至下壳体5不再运动，导流腔体的体积才不会发生变化。

在本发明的一些实施例中，整流器2与上壳体1通过螺纹的方式连接。

在本发明的一些实施例中，钻头上设置有外螺纹，下壳体5的内壁上设置有与外螺纹相适配的内螺纹，下壳体5与钻头通过螺纹的方式连接。

螺纹锁4套装在下壳体5上，螺纹锁4的外壁与上壳体1的下端相连接，上壳体1的上端适于与钻具相连接。

在本发明的一些实施例中，螺纹锁4的外壁上设置有外螺纹，上壳体1的下端的侧壁上设置有与外螺纹相适配的内螺纹，螺纹锁4与上壳体1的通过螺纹连接。

上壳体1的上端的外壁上设置有外螺纹，钻具上设置有与其适配的内螺纹，上壳体1和钻具通过螺纹连接。

上壳体1、整流器2、导流体3和下壳体5依次连通。

需要说明的是，在上壳体1、整流器2、导流体3和下壳体5连通的情况下，钻井液从上壳体1进入到整流器，在整流器2的驱动作用下，产生液动冲击力，并流经整流器2的下端与下壳体5的上端之间形成的导流腔体，进入到下壳体5，从而将液动冲击力传递给与下壳体5相连接的钻头。

当从上壳体1的液体进入整流器2内的液体在整流器2的带动下，驱动导流体3和下壳体5沿上壳体1做轴向往复运动。

需要说明的是，导流体3和下壳体5会向下运动到导流体3的下端与螺纹锁4的上端相抵为止，当导流体3的下端移动至与螺纹锁4的上端相抵时，导流体3和下壳体5会向上运动，导流体3和下壳体5一起向上最远可以移动至导流体3的上端与整流器2的下端相抵。

在本实用新型的一些实施例中，整流器2是用于使钻井液产生液动冲击力。

需要说明的是，在钻井液从上壳体1进入到整流器，在整流器的驱动作用下，产生液动冲击，并流经整流器2的下端与下壳体5的上端之间形成的导流腔体，对导流腔体下端的下壳体5不断的冲击，使得下壳体5带动导流体3一起向下运动，从而给与下壳体5相连接的钻头传递轴向的冲击力，当导流体3的下端移动至与螺纹锁4的上端相抵时，在钻头钻井的过程中受到地底向上的力的作用下，下壳体5带动导流体3一起向上运动，运动至导流体3的上端与整流器2的下端相抵，如此，导流体3和下壳体5沿上壳体1做轴向往复运动，从而液动冲击产生的轴向冲击力传递给钻头。

下面就本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器的工作原理及效果给予描述：

本实用新型实施例提供的一种钻井用液动冲击器能够将液动冲击产生的轴向冲击力传递给钻头。应用时，将上壳体1的上端与钻具相连接，将下壳体5的下端与钻头相连接，实现该钻井用液动冲击器的安装。

在钻井液从上壳体1进入到整流器，在整流器的驱动作用下，产生液动冲击，并流经整流器2的下端与下壳体5的上端之间形成的导流腔体，对导流腔体下端的下壳体5不断的冲击，使得下壳体5带动导流体3一起向下运动，从而给与下壳体5相连接的钻头传递轴向的冲击力，当导流体3的下端移动至与螺纹锁4的上端相抵时，在钻头钻井的过程中受到地底向上的力的作用下，下壳体5带动导流体3一起向上运动，运动至导流体3的上端与整流器2的下端相抵，如此，导流体3和下壳体5沿上壳体1做轴向往复运动，从而能够产生更强的液动冲力并传递给钻头。

在本实用新型的一些实施例中，该整流器2包括：壳体21、固定件22和叶轮23，壳体21为上端无盖、下端设置有底盖的中空柱状结构，底盖上设置有多个第一导流通道24；叶轮23通过固定件22设置在壳体21内，且旋转轴与壳体21的轴重合。

在本实用新型的一些实施例中，为了将固定件22进行安装，整流器2的内壁上设置凹槽，将固定件22安装在凹槽内。

需要说明的是，钻井液从上壳体1流经整流器2，带动整流器2中叶轮23进行转动，通过第一导流通道24流出整流器2。

在本实用新型的一些实施例中，整流器2还包括：传动板25，传动板25沿周向设置有多个第二导流通道26，传动板25与底盖相抵，叶轮23的一端与传动板25相连接，当叶轮23旋转时带动传动板25转动。

需要说明的是，叶轮23旋转时带动传动板25以整流器2的轴进行转动，当传动板25所转动到的位置，存在一个第一导流通道24与一个第二导流通道26相连通时，钻井液才能够从整流器2中流出。

在本实用新型的一些实施例中，第二导流通道26的数量可以为1个也可以为多个，第二导流通道26的数量可以根据实际情况进行设定。为了使钻井液快速的流出整流器2，第一导流通道24和第二导流通道26一一对应，当传动板25随叶轮23转动到预定位置后，能够将每一个第一导流通道24和与其相对应的第二导流通道26相连通。

为了产生周期性的轴向冲击力，如图2所示，传动板25包括：沿轴对称的扇叶结构，底盖包括：沿轴对称的扇叶结构；

当传动板25与底盖的位置重合时，第一导流通道24与第二导流通道26连通。

需要说明的是，传动板25的扇叶结构与底盖的扇叶结构大小完全相同，当传动板25与底盖的位置不重合时，第一导流通道24与第二导流通道26不连通，即，整流器2中的钻井液不能流出。传动板25在叶轮23的带动下转动时，会使传顶板25与底盖的位置周期性的重合，从而使得第一导流通道24与第二导流通道26连通，产生周期的液动冲击力，并通过下壳体5传给钻头。

在本实用新型的一些实施例中，固定件22包括：上固定板221和下固定板222；如图3所示，上固定板221为圆盘状结构，上固定板221设置有至少一个第三导流通道2211；下固定板222为圆盘状结构，下固定板222设置有至少一个第四导流通道2221。

在本实用新型的实施例中，上固定板221的结构可以与下固定板222的结构完全相同。

需要说明的是，第三导流通道2211和第四导流通道2221的数量可以根据实际情况进行设定，当第三导流通道2211的数量为多个时，可以沿上固定板221的周向设置第三导流通道2211，当第四导流通道2221的数量为多个时，可以沿下固定板222的周向设置第四导流通道2221，第三导流通道2211可以与第四导流通道2221相对应。

在本实用新型的实施例中，第三导流通道2211和第四导流通道2221的横截面的形状有多种，例如：第三导流通道2211的横截面和第四导流通道2221的横截面可以为圆形，也可以为扇形。

为了将叶轮23限位在整流器2内，上固定板221上设置有第一中心通孔，下固定板222上设置有第二中心通孔，叶轮23的中心轴穿至第一中心通孔和第二中心通孔内。

需要说明的是，上固定板221和下固定板222可将对叶轮23进行轴向限位，但是，叶轮23的中心轴可以在第一中心通孔和第二中心通孔内旋转。

在本实用新型的实施例中，第一中心通孔和第二中心通孔内分别设置有限位件6，如图4所示，该限位件6为具有中心通孔的阶梯状柱状结构。

将叶轮23的中心轴穿至该限位件6内，通过限位件6对叶轮进行轴向限位。

在本实用新型的一些实施例中，导流体3包括：相连接的第一柱状结构31和第二柱状结构32，第一柱状结构31沿轴向设置有第五导流通道33，第二柱状结构32沿轴向设置有第三中心通孔，第三中心通孔的内径小于第五导流通道33的内径，下壳体5的第一端设置在第三中心通孔内。

第一柱状结构31和第二柱状结构32的连接方式有多种，为了将第一柱状结构31和第二柱状结构32稳固的连接，第一柱状结构31和第二柱状结构32可以一体成型。

在本实用新型的一些实施例中，螺纹锁4包括：上下相连接的第一中空柱状结构和第二中空柱状结构，第一中空柱状结构的外径大于第二中空柱状结构的外径。

在本实用新型的一些实施例中，下壳体5包括：上下相连接的第三中空柱状结构和第四中空柱状结构，第三中空柱状结构的外径小于第四中空柱状结构的外径。

为了与钻头相连接，下壳体5的第二端的内径逐渐变大。

需要说明的是，为了使钻井液产生更强的液动冲击力，下壳体5的内径可以是变化的，例如：下壳体5的内径可以先变大再变小再变大。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。