一种机械往复式冲击螺杆的制作方法

本实用新型属于钻井机械技术领域，涉及一种螺杆钻具，具体为一种机械往复式冲击螺杆。

背景技术：

螺杆钻具是以钻井液(或压缩气体)为动力源的井下动力钻具，是一种容积式马达。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头破岩钻进，从而实现钻井作业。

当前钻井趋向于更多的定向钻进和水平钻进，各式螺杆钻具大量应用。钻探时，仍然需要钻探机、泥浆泵、钻杆和钻塔等常规钻探装备。在造斜和水平钻进作业时，因调整方向，要借助定向仪给造斜工具定向，与螺杆钻配套使用的造斜工具有弯接头、弯外管和偏心块等，钻具需要滑动钻进(即转盘不动，仅螺杆钻具的传动轴旋转)造成整个钻具的重量因井壁的摩擦而产生托压(即台架上施加的钻压不能传递到钻头上)而使钻进速度大减，这时在轴向施加一个一定频率的冲击力可以改善托压的影响。

在一些地层中钻进时，因地层岩性和地层压力的因素影响，钻头难以吃入地层，单纯的增加钻压并不能改善吃入的情况，就如冲击电锤比单纯的电钻更易钻进一样，在轴向施加一个一定频率的冲击力可以改善钻头吃入地层的能力。现有的螺杆钻具不能有效解决定向钻井中的静摩擦力过大的问题和托压问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械往复式冲击螺杆，以解决上述背景技术中出现的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机械往复式冲击螺杆，包括泥浆入口和冲击腔短接，所述冲击腔短接两端转动连接有旋转芯轴，所述冲击腔短接和旋转芯轴之间形成的空腔中具有冲击锤，所述冲击锤在冲击腔短接与旋转芯轴之间形成的空腔内部形成第一液压腔和第二液压腔，所述冲击锤与冲击腔短接滑动连接，所述冲击锤内部具有冲击锤通道，所述旋转芯轴设有喷嘴、芯轴通道和泥浆出口。

作为本技术方案的进一步优选的：所述冲击锤内部冲击锤通道包括冲击锤第一通道和冲击锤第二通道，所述冲击锤第一通道与冲击锤第二通道交错设置，一端与冲击锤底部贯通，另一端与冲击锤底部不贯通。

作为本技术方案的进一步优选的：所述冲击锤通道中一个冲击锤第一通道与一个冲击锤第二通道为一组，所述冲击锤通道有一组或多组。

更近一步的：所述冲击锤通道为3-4组。

作为本技术方案的进一步优选的：所述冲击锤第一通道与冲击锤第二通道等距间隔。

作为本技术方案的进一步优选的：所述旋转芯轴的芯轴通道具有高压通道和低压通道；所述喷嘴位于高压通道和低压通道之间，所述泥浆出口位于低压通道底端。

作为本技术方案的进一步优选的：所述芯轴通道中一个高压通道和一个低压通道为一组，所述芯轴通道有一组或多组。

更进一步的：所述芯轴通道为3-4组。

作为本技术方案的进一步优选的：所述高压通道与低压通道等距交错间隔。

作为本技术方案的进一步优选的：所述芯轴通道与冲击锤通的数量相同或不相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过利用流体液压的动力，驱动冲击锤产生轴向的高频冲击，冲击力作用在近钻头的螺杆壳体上，高频低伏的冲击力，能有效解决定向钻井中的静摩擦力过大的问题，解决水平钻进中常遇到的托压问题，使钻压能够正常加在钻头上，同时给钻头辅助的破岩冲击力，具有性能稳定、很难失效、容错性强、干扰小和匹配性强的特点。

附图说明

图1为本实用新型机械往复式冲击螺杆结构示意图；

图2为本实用新型的冲击锤的立体中心剖面图；

图3为本实用新型的冲击锤的展开示意图；

图4为本实用新型的旋转芯轴的展开示意图；

图5为本实用新型的冲击锤a向、b向的视图；

图6为本实用新型的冲击锤向上抬升的原理示意图；

图7为本实用新型的冲击锤相对静止的原理示意图；

图8为本实用新型的冲击锤向下锤击的原理示意图；

图9为本实用新型结构与万向轴、马达转子和常规螺杆总成相组合的结构示意图。

图中：1、冲击腔短接；2、旋转芯轴；3、冲击锤；4、喷嘴；5、冲击面；6、上部万向轴；7、防掉连杆；8、常规螺杆总成；9、第一液压腔；10、第二液压腔；11、泥浆出口；12、泥浆入口；13、马达转子；14、芯轴通道；15、冲击锤通道；

141、高压通道；142、低压通道；

151、冲击锤第一通道；152、冲击锤第二通道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种机械往复式冲击螺杆，包括泥浆入口12和冲击腔短接1，其特征在于：所述冲击腔短接1两端转动连接有旋转芯轴2，所述冲击腔短接1和旋转芯轴2之间形成的空腔中具有冲击锤3，所述冲击锤3在冲击腔短接1与旋转芯轴2之间形成的空腔内部形成第一液压腔9和第二液压腔10，所述冲击锤3与冲击腔短接1滑动连接，所述冲击锤3内部具有冲击锤通道15，所述旋转芯轴2设有喷嘴4、芯轴通道14和泥浆出口11。

本实施例中，具体的：所述冲击锤3内部冲击锤通道15包括冲击锤第一通道151和冲击锤第二通道152，所述冲击锤第一通道151与冲击锤第二通道152交错设置，一端与冲击锤底部贯通，另一端与冲击锤底部不贯通。

本实施例中，具体的：所述冲击锤通道15为3组。所述冲击锤第一通道151与冲击锤第二通道152等距间隔。所述冲击锤第一通道151之间为120°，所述冲击锤第二通道152之间为120°，所述冲击锤第一通道151与冲击锤第二通道152之间间隔为60°，见图5。

本实施例中，具体的：所述旋转芯轴2的芯轴通道(14)具有高压通道141和低压通道142；所述喷嘴4位于高压通道141和低压通道142之间，所述泥浆出口11位于低压通道142底端。所述高压通道141之间间隔为120°，所述低压通道142之间间隔为120°，所述高压通道141与低压通道142之间间隔为60°。

本实施例中，具体的：所述芯轴通道14为3组。所述高压通道141与低压通道142等距间隔。

其他实施例实施过程中：所述芯轴通道14与冲击锤通15的数量可不相同。

工作原理或者结构原理见图6-图8，使用时，泥浆通过泥浆入口12经过冲击腔短接1进入芯轴通道14，当经过喷嘴4时，因喷嘴口变窄起到憋压作用，喷嘴上部形成了高压区，在喷嘴下部形成低压区；旋转芯轴2进行旋转至喷嘴4的高压区通过高压通道141进入冲击锤第二通道152，致使第二液压腔10为高压区，并且喷嘴4的低压区通过低压通道142进入冲击锤第一通道151，致使第一液压腔9为低压区，冲击锤向上抬升(见图6)；旋转芯轴2进行旋转至高压区和低压区不与第一液压腔9、第二液压腔10相连通(见图7)；旋转芯轴2进行旋转至喷嘴4的高压区通过高压通道141进入冲击锤第一通道151，致使第一液压腔9为高压区，并且喷嘴4的低压区通过低压通道142进入冲击锤第二通道152，致使第二液压腔10为低压区，冲击锤3向下锤击，撞击冲击面5(见图8)，产生冲击力，作用在冲击腔短接1底端；旋转芯轴2不断旋转，冲击锤重复向上抬升和向下锤击动作，产生持续冲击力。

冲击力可通过调整泥浆入口12泥浆流速的大小来改变，冲击频率可通过旋转芯轴2的转速来调整，本实用新型具有性能稳定、很难失效、容错性强(失效也不会妨碍螺杆运转，螺杆可正常使用)、干扰小(环空通道过流面积大于螺杆最小过流面积，不产生压耗及过量的水击力)和匹配性强(不影响钻头工作和仪器工作)的特点。

具体钻头钻井时，见图9，所述冲击锤3上下运动锤击，撞击冲击面5，与上部万向轴6和防掉连杆7形成冲击短接总成，经马达转子13带动常规螺杆总成8完成钻井钻头的不断冲击。

实际实施过程中，所述机械往复式冲击螺杆，可以以其他形式与钻井钻头相连接，完成钻进的工作。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。