一種複合衝擊器的製作方法

2023-10-27 20:37:12 2

本實用新型涉及一種複合衝擊器，屬於石油勘探開發技術領域。

背景技術：

在當前國際形勢下，油價走低的情況不容忽視，同時隨著油氣資源勘探開發不斷深入，鑽遇「三高」（巖石硬度高、巖石可鑽性級值高、巖石研磨性高）的可能性越來越大，這兩者都考驗著石油行業的興衰，因此，如何提高鑽井效率，降低成本，是石油行業需要解決的重要問題。利用液動衝擊器已經有多年歷史，按衝擊形式可分為：軸向衝擊器和扭轉衝擊器。軸向衝擊器可大幅提高鑽速以及鑽頭吃入巖石深度，來提高破巖效率；扭轉衝擊器產生的輔助扭轉和鑽井旋轉系統產生的穩態轉矩共同作用，可以使鑽頭平穩鑽進，有效的減少甚至消除粘滑振動對鑽頭的損害，保護鑽頭，延長使用壽命，同時提高鑽進速度。因此，有必要研發一種不僅結合兩種單一提高破巖效率的方法，同時具有兩者優勢，以進一步提高衝擊頻率的複合衝擊器。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於：提供一種能有效提高鑽頭的鑽進速度和吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害，以保護鑽頭；同時在超高頻率的複合衝擊下進一步提高破巖效率，降低開採成本的複合衝擊器。

本實用新型的技術方案：

一種複合衝擊器；包括殼體、旁通閥、萬向聯軸器、扶正軸承、傳動軸和連接頭，其特徵在於：殼體的一端螺紋安裝有連接頭，連接頭內側的殼體內通過防掉塊裝有旁通閥，殼體的另一端通過端蓋活動安裝有下壓體，下壓體一側的殼體內通過扶正軸承裝有傳動軸，防掉塊一側的殼體內壁固裝有馬達定子；與馬達定子對應的殼體內裝有馬達轉子；馬達轉子的一端通過承拉接頭與防掉塊連接，馬達轉子的另一端通過萬向聯軸器與傳動軸連接，傳動軸上裝有上壓體，上壓體與下壓體接觸連接。

所述的下壓體上設置有凸起，下壓體與殼體之間通過花鍵連接，下壓體一端延伸至殼體外端；延伸至殼體外端的下壓體埠設置有錐螺紋。

所述的凸起與端蓋之間的下壓體上裝有彈簧A。

所述的上壓體與傳動軸通過花鍵連接，上壓體上通過固定盤裝有彈簧B。

所述的防掉塊與旁通閥之間為螺紋連接。

所述的萬向聯軸器一端與馬達轉子螺紋連接，萬向聯軸器另一端與傳動軸平鍵連接。

所述的上壓體與下壓體的圓周接觸端面上分別設置有臺階狀的咬合撞擊齒，上壓體與下壓體之間通過咬合撞擊齒的相互配合嚙合連接。所述的咬合撞擊齒的頂部為坡面。

本實用新型的優點在於：

該超高頻扭轉和軸向複合衝擊器工作過程中，既能提高鑽頭的鑽進以及吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害；同時在超高頻率複合衝擊作用下有效提高了破巖效率，降低了成本；解決了現有軸向衝擊器單一的軸向衝擊能提高鑽頭吃入巖石深度，提高破巖效率，但不能減少鑽頭的粘滑振動，甚至加大了鑽頭波動的問題；該超複合衝擊器具有結構簡單，設計新穎和實用性好的特點，對提高鑽井效率，降低鑽井成本具有積極的意義。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的上壓體的結構示意圖；

圖3為本實用新型的上壓體和下壓體的嚙合示意圖。

圖中：1、殼體，2、旁通閥，3、防掉塊，4、，5、，6、萬向聯軸器，7、扶正軸承，8、傳動軸，9、固定盤，10、彈簧B，11、上壓體，12、下壓體，13、端蓋，14、連接頭；15、凸起；16、彈簧A，17、咬合撞擊齒。

具體實施方式

該複合衝擊器包括殼體1、旁通閥2、萬向聯軸器6、扶正軸承7、傳動軸8和連接頭14。殼體1的一端螺紋安裝有連接頭14，連接頭14內側的殼體1內通過防掉塊3裝有旁通閥2，防掉塊3與旁通閥2之間為螺紋連接。

殼體1的另一端通過端蓋13活動安裝有下壓體12，下壓體12上設置有凸起15，凸起15與端蓋13之間的下壓體12上裝有彈簧A16；用於下壓體12的復位和緩衝。下壓體12與殼體1之間通過花鍵連接，下壓體12可沿殼體1軸向滑動。下壓體12一端延伸至殼體1外端；延伸至殼體1外端的下壓體12埠設置有錐螺紋。

下壓體12一側的殼體1內通過扶正軸承7裝有傳動軸8，傳動軸8上裝有上壓體11，上壓體11與傳動軸8通過花鍵連接，用來傳遞扭矩，上壓體11可隨傳動軸8轉動，並可在傳動軸8上軸向滑動；上壓體11上通過固定盤9裝有彈簧B10；用於上壓體11的蓄能，以增加上壓體11的軸向衝擊力，固定盤9與殼體1內壁固定連接。上壓體11與下壓體12的圓周接觸端面上分別設置有臺階狀的咬合撞擊齒17，上壓體11與下壓體12之間通過咬合撞擊齒17的相互配合嚙合連接；咬合撞擊齒17的頂部為坡面，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對滑動。

防掉塊3一側的殼體1內壁固裝有馬達定子4；與馬達定子4對應的殼體1內裝有馬達轉子5；馬達轉子5的一端通過承拉接頭與防掉塊3連接，馬達轉子5的另一端設置有萬向聯軸器6；萬向聯軸器6一端與馬達轉子5螺紋連接，萬向聯軸器6另一端與傳動軸8平鍵連接；萬向聯軸器8的目的將做星形運動的馬達轉子5和做定軸轉動的傳動軸8連接起來，並將機械能傳遞給傳動軸8，由此通過傳動軸8帶動上壓體11旋轉。

該複合衝擊器工作時，下壓體12用於連接鑽頭，連接頭14用於連接鑽柱、傳遞扭矩和提供支撐。工作過程中鑽井液通過旁通閥2進入螺杆馬達，並通過壓差帶動馬達轉子5轉動，從而通過傳動軸8帶動上壓體11旋轉；使上壓體11與下壓體12之間之間產生一個現對的轉動。由於上壓體11與下壓體12的圓周接觸端面上分別設置有臺階狀的咬合撞擊齒17，且咬合撞擊齒17的頂部為坡面，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對滑動。因此，上壓體11與下壓體12之間在扭矩作用下可相對轉動的過程中，上壓體11和下壓體12軌跡面的最高點接觸後下落產生一個軸向衝擊並作用至鑽頭上，然後沿咬合撞擊齒17的坡面上升至最高點，再次下落產生衝擊，如此反覆。

該複合衝擊器既能提高鑽頭的鑽進速度和吃入巖石深度，又能減少甚至消除粘滑振動等不利損害，保護鑽頭；同時在超高頻率的複合衝擊下進一步提高破巖效率和鑽進速度，降低了鑽井成本。