[发明专利]井下双作用提速器

说明书

本发明提供了一种井下双作用提速器，包括：从上至下顺次螺纹连接且内部贯通的上接头、上壳体、中壳体和下壳体，上壳体内部设有轴向稳压结构、述轴向稳压结构的下端伸至中壳体的内部，中壳体的内部设有周向冲击结构，周向冲击结构的上端与轴向稳压结构的下端相互顶抵，周向冲击结构的下端贯穿下壳体并伸出至下壳体的外部。本发明通过设置轴向稳压结构能够稳定钻头受到的轴向压力，为钻头施加轴向稳定的推力，同时通过设置周向冲击结构，能为钻头提供周向冲击力，提高钻井速度。

技术领域

本发明涉及井下工具技术领域，尤其是指一种井下双作用提速器。

背景技术

石油钻井技术发展的根本是努力降低钻井成本、提高钻探的成功率、提高钻井速度、保证钻井的质量和实现地质勘探或油田开发的目的。新理论、新技术、新工艺的研究与应用是石油钻井技术发展的主题。

在石油常规钻井中，PDC钻头得到广泛的应用，然而，在现场操作时，经常会因为司钻技术、经验问题以至于送钻不及时或送钻过快，或是因为井壁摩阻问题，造成施加给钻头的钻压不稳定，影响破岩效率，甚至有可能因为钻压突然增大而损坏钻头、崩裂钻头的切削齿等，影响钻进速度。另一方面，PDC钻头在钻硬或研磨性地层时，通常没有足够的扭矩来破碎地层，从而使钻头瞬间停止转动。这时，扭转能量储存在钻柱中，钻柱会像发条一样扭紧，一旦产生了剪切破碎地层所需的扭矩，钻柱能量便会释放开来，在PDC齿上施加比平常高得多的冲击载荷，最后使金刚石切削齿破碎并导致钻头失效。在钻井过程中，起下钻和更换失效的PDC钻头是造成钻井成本增加的一个重要因素。显而易见地，上述的两种情况下PDC的使用寿命大大缩短，在PDC失效后，其机械钻速也会大大降低，从钻井的效率上讲，也增加了钻井的成本。而现有技术中并没有能同时解决上述两种问题的工具。

发明内容

本发明的目的是提供一种能稳定钻头受到的压力、在钻井过程中增加钻头的冲击力的井下双作用提速器。

为达到上述目的，本发明提供了一种井下双作用提速器，其中，所述井下双作用提速器包括：从上至下顺次螺纹连接且内部贯通的上接头、上壳体、中壳体和下壳体，所述上壳体内部设有轴向稳压结构、所述轴向稳压结构的下端伸至所述中壳体的内部，所述中壳体的内部设有周向冲击结构，所述周向冲击结构的上端与所述轴向稳压结构的下端相互顶抵，所述周向冲击结构的下端贯穿所述下壳体并伸出至所述下壳体的外部。

如上所述的井下双作用提速器，其中，所述轴向稳压结构包括上活塞和上芯管，所述上活塞与所述上芯管均为内部中空状，所述上活塞滑动设置在所述上壳体的内部，且所述上活塞的外壁与所述上壳体的内壁密封贴合，所述上芯管的上端伸入至所述上活塞的内部并与所述上活塞螺纹连接，所述上芯管的下端由所述上壳体伸入至所述中壳体的内部；沿着所述上壳体的径向，所述上壳体的下端的内壁上朝向直径缩小的方向形成环形凸台，所述上芯管的外壁与所述环形凸台的内壁密封贴合，所述活塞的下端面、所述上壳体的内壁、所述上芯管的外壁以及所述环形凸台的上端面围合形成第一环腔，所述上壳体的侧壁上开设有稳压孔，所述稳压孔连通所述第一环腔与所述上壳体的外部。

如上所述的井下双作用提速器，其中，所述周向冲击结构包括转动冲击组件、下活塞和下芯管，所述转动冲击组件与所述下活塞均位于所述中壳体的内部，所述下活塞的外壁与所述中壳体的内壁密封贴合，所述转动冲击组件的下端伸入至所述下活塞的上端的内部，且所述转动冲击组件的上端与所述上芯管相互顶抵，所述转动冲击组件的上端面、所述中壳体的内壁、所述上壳体的下端面与所述上芯管的外壁围合形成第二环腔，所述下芯管的上端于所述中壳体的内部与所述下活塞的下端螺纹连接，所述下芯管的下端贯穿所述下壳体后伸出至所述下壳体的外部。

如上所述的井下双作用提速器，其中，所述下活塞呈上下贯通的中空管状，所述下活塞由上至下包括一体成型的上段、中段和下段，所述转动冲击组件设于所述下活塞的上段内部，所述下芯管的上端与所述下活塞的下端螺纹连接；