一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具的制作方法

本发明涉及油田钻井设备技术领域，特别涉及一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具。

背景技术：

在石油天然气开发中，打分支井时，随着钻井深度的增加，岩层的硬度逐渐增加，由于钻进工具的效果不佳，使得钻进效率大幅下降，其主要原因就是喷射的压力不够，导致钻进的效果不佳，同时也影响了钻头的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，包括外筒、压套、转轴、球座、定位套、动力套、浮动活塞套、浮动活塞、活塞、缸套、钻头短接、压环、阀体、弹簧、阀芯、阀座、延长管、喷嘴、喷嘴套、阀球、导向球以及冲击钻头；所述的外筒通过浮动活塞套与缸套的一端连接，缸套的另一端设置有与缸套同心的凹台，所述凹台的内壁与所述的转轴的一端螺纹连接，所述的凹台另一端的外壁通过钻头短接与所述的冲击钻头的尾部螺纹连接，所述的转轴设置在所述的外筒内，转轴上设置有凸台，所述的转轴上套设有动力套，所述的动力套的一端通过凸台进行限位，另一端通过螺纹与所述的活塞连接，在所述的动力套与所述的外筒之间还设置有球座，所述的球座的内端面设置有导向球，在所述的动力套的外端面设置有螺纹槽，所述的导向球与所述的螺纹槽相配合，所述的转轴转动带动所述的动力套做往复运动；所述的凹台上设置有通道连通到所述的钻头短接内，在所述的钻头短接内设置有单向阀，所述的单向阀包括阀体、弹簧、阀芯、阀座以及阀球，所述的动力套带动活塞往复运动驱动阀球打开和关闭，所述的冲击钻头还设置有延长管与所述的单向阀的出口连接，在所述的冲击钻头的头部处的延长管上设置有喷嘴。

作为本发明的一种改进，所述的阀座上设置有至少两个进水口，以及两个出水口，所述的进水口处通过阀球封堵，所述的进水口的直径大于出水口的直径。

作为本发明的一种改进，在所述的喷嘴上还设置有喷嘴套。

作为本发明的一种改进，在所述的浮动活塞套与缸套以及转轴围成的空间内设置有浮动活塞。

有益效果：

本发明提供的一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，通过转轴转动，通过动力套等传动机构，驱动活塞在转轴与缸套之间的腔体内做往复运动，通过活塞的往复运动，驱动气压将单向阀间歇性的打开进水，起到了增加的作用，从而实现了在钻头钻进的同时利用增压装置形成的高压高速射流破碎岩石，达到提速增效的效果，同时也提高了钻头的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的冲击钻头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

如图1到图2所述的一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，包括外筒1、压套2、转轴3、球座4、定位套5、动力套6、浮动活塞套7、浮动活塞8、活塞9、缸套10、钻头短接11、压环12、阀体13、弹簧14、阀芯15、阀座16、延长管17、喷嘴18、喷嘴套19、阀球20、导向球21以及冲击钻头22。

所述的外筒1通过浮动活塞套7与缸套10的一端连接，在所述的浮动活塞套7与缸套10以及转轴3围成的空间内设置有浮动活塞8。缸套10的另一端设置有与缸套10同心的凹台，所述凹台的内壁与所述的转轴3的一端螺纹连接，所述的凹台另一端的外壁通过钻头短接11与所述的冲击钻头22的尾部螺纹连接，所述的转轴3设置在所述的外筒1内，转轴3上设置有凸台，所述的转轴3上套设有动力套6，所述的动力套6的一端通过凸台进行限位，另一端通过螺纹与所述的活塞9连接。

在所述的动力套6与所述的外筒1之间还设置有球座4，所述的球座的内端面设置有导向球21，在所述的动力套6的外端面设置有螺纹槽23，所述的导向球21与所述的螺纹槽23相配合，所述的转轴3转动带动所述的动力套6做往复运动。

所述的凹台上设置有通道连通到所述的钻头短接内，在所述的钻头短接11内设置有单向阀，所述的单向阀包括阀体13、弹簧14、阀芯15、阀座16以及阀球20，所述的动力套6带动活塞9往复运动驱动阀球20打开和关闭，所述的冲击钻头22还设置有延长管17与所述的单向阀的出口连接，在所述的冲击钻头22的头部处的延长管17上设置有喷嘴18。在所述的喷嘴18上还设置有喷嘴套19。

所述的阀座16上设置有至少两个进水口，以及两个出水口，所述的进水口处通过阀球20封堵，所述的进水口的直径大于出水口的直径。

本发明的用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，其工作过程如下：

转轴3转动，带动缸套10转动，缸套10与钻头短接螺纹连接，从而带动钻头短接以及冲击钻头22旋转，在转轴3转动的同时，转轴3带动动力套6做往复运动，动力套6带动活塞9在转轴3与缸套10之间的腔体内做往复运动，通过活塞9的往复运动，驱动气压将单向阀间歇性的打开进水,动力液路径：从地面经钻杆内部到井底再从单流阀和喷嘴进入液缸内部，起到了增加的作用，从而实现了在钻头钻进的同时利用增压装置形成的高压高速射流破碎岩石，达到提速增效的效果，同时也提高了钻头的使用寿命。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，其特征在于：包括外筒（1）、压套（2）、转轴（3）、球座（4）、定位套（5）、动力套（6）、浮动活塞套（7）、浮动活塞（8）活塞（9）、缸套（10）、钻头短接（11）、压环（12）、阀体（13）、弹簧（14）、阀芯（15）、阀座（16）、延长管（17）、喷嘴（18）、喷嘴套（19）、阀球（20）、导向球（21）以及冲击钻头（22）；所述的外筒（1）通过浮动活塞套（7）与缸套（10）的一端连接，缸套（10）的另一端设置有与缸套（10）同心的凹台，所述凹台的内壁与所述的转轴（3）的一端螺纹连接，所述的凹台另一端的外壁通过钻头短接（11）与所述的冲击钻头（22）的尾部螺纹连接，所述的转轴（3）设置在所述的外筒（1）内，转轴（3）上设置有凸台，所述的转轴（3）上套设有动力套（6），所述的动力套（6）的一端通过凸台进行限位，另一端通过螺纹与所述的活塞（9）连接，在所述的动力套（6）与所述的外筒（1）之间还设置有球座（4），所述的球座的内端面设置有导向球（21），在所述的动力套（6）的外端面设置有螺纹槽（23），所述的导向球（21）与所述的螺纹槽（23）相配合，所述的转轴（3）转动带动所述的动力套（6）做往复运动；所述的凹台上设置有通道连通到所述的钻头短接内，在所述的钻头短接（11）内设置有单向阀，所述的单向阀包括阀体（13）、弹簧（14）、阀芯（15）、阀座（16）以及阀球（20），所述的动力套（6）带动活塞（9）往复运动驱动阀球（20）打开和关闭，所述的冲击钻头（22）还设置有延长管（17）与所述的单向阀的出口连接，在所述的冲击钻头（22）的头部处的延长管（17）上设置有喷嘴（18）。

2.根据权利要求1所述的一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，其特征在于：所述的阀座（16）上设置有至少两个进水口，以及两个出水口，所述的进水口处通过阀球（20）封堵，所述的进水口的直径大于出水口的直径。

3.根据权利要求2所述的一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，其特征在于：在所述的喷嘴（18）上还设置有喷嘴套（19）。

4.根据权利要求3所述的一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，其特征在于：在所述的浮动活塞套（7）与缸套（10）以及转轴（3）围成的空间内设置有浮动活塞（8）。

技术总结
本发明提供了一种用于地矿、石油、石化、煤层气钻井用的高压喷射动力工具，包括外筒、压套、转轴、球座、定位套、动力套、浮动活塞套、浮动活塞、活塞、缸套、钻头短接、压环、阀体、弹簧、阀芯、阀座、延长管、喷嘴、喷嘴套、阀球、导向球以及冲击钻头。本发明通过在钻头钻进的同时利用往复活塞形成的增压装置形成的高压高速射流破碎岩石，达到提速增效的效果，同时也提高了钻头的使用寿命。

技术研发人员：陈金松;阎卫军;陈燕;石磊;赵昱开;姜领
受保护的技术使用者：江苏航天鸿鹏数控机械有限公司
技术研发日：2020.03.24
技术公布日：2020.09.18