[实用新型]一种复合冲击钻井提速工具

说明书

本实用新型提供一种复合冲击钻井提速工具，装置本体的首端通过螺纹与上接头相连，装置本体的尾端与下接头相连，旋冲锤套接在换向器上，旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，传动轴套接在旋冲锤的尾端，在传动轴的首端套接震击锤，震击锤的首端与上接头相接触，震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，传动轴的尾端与下接头相连，在传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。该工具通过以钻井液为动力，产生轴向震击、周向旋冲、水力脉冲效应，直接传递到PDC钻头上，从而根本上达到消除粘滑振动，提高机械钻速，减缓甚至避免PDC钻头崩齿，延长钻头使用寿命的目的。

技术领域

本实用新型涉及石油与天然气开发技术领域，更具体地说涉及一种复合冲击钻井提速工具。

背景技术

随着油气勘探开发的不断深入，浅层易开发常规油气资源越来越少，而深部复杂非常规油气资源正逐步成为勘探开发的重点。在深井超深井及复杂地质条件下，经常会遇到诸如花岗岩、硬砂岩、砾岩等难钻岩石，常用的破岩工具在破碎这类岩石时通常出现破岩速度慢、钻头寿命短、破岩成本高等问题，PDC钻头相比与牙轮和金刚石钻头更具优势。

在PDC钻头破岩时，钻具存在横向涡动，纵向憋跳及扭向粘滑等有害振动。其中扭向粘滑严重制约PDC机械钻速，还影响其寿命。为消除PDC钻头破岩时粘滑振动现象，国内外对此进行了大量的试验研究和现场应用，其中配合使用扭力冲击器是目前可以减小或消除该现象的最有效方法之一。传统扭冲钻井技术虽然在周向上剪切破岩效率较高，但当钻遇中硬及高研磨性地层时，对钻头匹配性提出了较高要求。为了解决中硬及高研磨性地层钻头匹配性问题，旋冲钻井技术被引入，两者配合使用，但旋冲钻井产生的轴向冲击功相对较小，且冲击频率过高，影响冲击器的寿命，导致实际效果不佳。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，传统扭冲钻井技术对钻头的匹配性提出了较高要求，提供了一种复合冲击钻井提速工具，该工具通过以钻井液为动力，产生轴向震击、周向旋冲、水力脉冲效应，直接传递到PDC钻头上，从而根本上达到消除粘滑振动，提高机械钻速，减缓甚至避免PDC钻头崩齿，延长钻头使用寿命的目的，同时，解决了旋冲钻井技术的缺点，并兼顾水力脉冲破岩优势。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。

一种复合冲击钻井提速工具，包括上接头、装置本体、震击锤、旋冲锤、换向器、传动轴和下接头，

所述装置本体的首端通过螺纹与所述上接头相连，所述装置本体的尾端与所述下接头相连，所述旋冲锤套接在所述换向器上，所述旋冲锤用于使得传动轴获得周向旋冲能量，所述传动轴套接在所述旋冲锤的尾端，在所述传动轴的首端套接所述震击锤，所述震击锤的首端与所述上接头相接触，所述震击锤用于沿着装置本体的轴向震击装置本体与上接头，所述传动轴的尾端与所述下接头相连，在所述传动轴尾端、下接头的内部还设置有用于使得泥浆产生涡流的水力脉冲机构。

在所述上接头和所述震击锤之间还设置有上压板和承压碟簧，沿着所述上接头和所述震击锤依次设置所述承压碟簧和所述上压板。

在所述换向器的周向设置有换向凸起。

在所述旋冲锤的尾端周向设置有传动凸起。

在所述换向器和所述旋冲锤的圆周上均开设有便于泥浆通过的旁通孔。

在所述传动凸起和所述传动轴的首端设置有上端盖和轴承钢珠，所述上端盖将传动凸起和传动轴之间的缝隙进行密封，所述轴承钢珠设置在所述上端盖和所述传动凸起之间。

在所述换向器的尾端设置有集流喷嘴，在所述集流喷嘴的下方开设有用于泥浆进入装置本体内的水眼。

所述下接头通过悬挂机构与所述装置本体的尾端相连。

PDC钻头安装在所述下接头上。