[发明专利]具有轴向冲击功能的井下提速工具

摘要

本发明涉及一种用于石油钻井作业中具有轴向冲击功能的井下提速工具，以解决钻井中硬岩破岩效率低的问题。其技术方案是工具外部，上壳体、下壳体通过螺纹相连；多级涡轮定子和涡轮转子通过平键装配在涡轮轴上，多级涡轮上端通过螺母固定，下端与传动轴通过螺纹相连；上流盘中心套入轴承后装进传动轴下部，外周通过传动棒与上壳体螺纹连接；下流盘装进传动轴下部与上流盘贴合，其下端面上开有插槽；活塞锤装在环腔壳里由环腔壳体上部嵌入下流盘插槽中；半分环卡在砧座凹槽中，八方套通过螺纹固定在下壳体上，并卡在下壳体与砧座之间。本发明能够产生周期性的轴向力，对下部钻具产生周期性的冲击，提高了钻头破岩效率与机械钻速，降低钻井成本。

主权项

具有轴向冲击功能的井下提速工具，由螺母(1)、上壳体(2)、涡轮轴(3)、平键(4)、涡轮定子(5)、涡轮转子(6)、传动棒(7)、密封圈A(8)、传动轴(9)、密封圈B(10)、轴承(11)、流道A‑Ⅰ(12)、上流盘(13)、密封圈C(14)、下流盘(15)、流道B‑Ⅱ(16)、环腔壳体(17)、环内腔(18)、活塞锤(19)、下壳体(20)、环外腔(21)、砧座(22)、流道(23)、密封圈D(24)、半分环(25)、弹性体(26)、八方套(27)、流道A‑Ⅱ(28)、流道A‑Ⅲ(29)、流道B‑Ⅰ(30)、流道A‑Ⅳ(31)、流道B‑Ⅲ(32)组成，其特征在于：工具外部，上壳体(2)与下壳体(20)通过螺纹相连；多级涡轮定子(5)和涡轮转子(6)通过平键(4)装配在涡轮轴(3)上，多级涡轮的上端通过螺母(1)固定，下端与传动轴(9)通过螺纹相连；上流盘(13)中心套入轴承(11)后装进传动轴(9)的下部，外周通过传动棒(7)与上壳体(2)螺纹连接；下流盘(15)与传动轴(9)下部通过花键配合相连，同时其上端面与上流盘(13)的下端面贴合，下流盘(15)的下端面上开有插槽；所述的上流盘(13)在上端面以R1为半径开通孔，在下端面以R2为半径开孔至上流盘(13)厚度的一半，R1是R2的四分之三；在180°方向各开有一个呈扇形状的通孔流道A‑Ⅰ(12)，在垂直于两个流道A‑Ⅰ(12)连线的180°方向上各开有一个呈扇形状的流道A‑Ⅱ(28)和流道A‑Ⅲ(29)，其中流道A‑Ⅱ(28)是从上流盘(13)的上端面开通孔，流道A‑Ⅲ(29)是从上流盘(13)的下端面开孔至上流盘(13)厚度的一半，流道A‑Ⅲ(29)的开孔面积是流道A‑Ⅱ(28)的开孔面积的两倍；在上端面的流道A‑Ⅰ(12)与流道A‑Ⅱ(28)间开有接入传动棒(7)的插口；在流道A‑Ⅲ(29)的轴向壁上开椭圆形通孔流道A‑Ⅳ(31)，使流道A‑Ⅲ(29)与上流盘(13)下端面的R2半径孔通过流道A‑Ⅳ(31)相贯通；所述的下流盘(15)在上端面中心开有花键孔；在上端面180°方向各开有一个呈扇形状、沉降高度为下流盘(15)厚度一半的流道B‑Ⅲ(32)，在流道B‑Ⅲ(32)内各开有一组共三个通孔流道B‑Ⅰ(30)；在下端面180°方向各开有一个呈扇形状、沉降高度为下流盘(15)厚度四分之三的流道B‑Ⅱ(16)，其外周向与流道B‑Ⅲ(32)的内周向重合，并在轴向方向上形成相通的缺口流道；在下端面垂直于两个流道B‑Ⅲ(32)连线的180°方向上各开有一个插槽；活塞锤(19)装在环腔壳体(17)里形成环内腔(18)，由环腔壳体(17)上部嵌入下流盘(15)下端面的插槽中；半分环(25)卡在砧座(22)的凹槽中，砧座(22)贴紧活塞锤(19)后与下壳体(20)的内壁形成环外腔(21)；八方套(27)通过螺纹固定在下壳体(20)上，卡在下壳体(20)与砧座(22)之间，其上端与半分环(25)间装有弹性体(26)。