本发明涉及液动冲击器,特别涉及一种振荡射流式液动冲击器。
背景技术:
1、随着地球深部资源探测与评价、非常规能源勘探开发与利用的大规模开展,钻遇各类坚硬复杂地层的现象频发,对钻孔技术和机具提出了新的要求。从碎岩理论来看,冲击回转钻进技术是当今解决硬岩钻进难题最有效的方法之一。液动冲击器作为一种冲击回转钻具,采用泥浆作为驱动介质,在固体矿产勘探、油气钻井、地热钻井等领域得到了成功的应用。经过多年不断的理论与试验研究,液动冲击器的结构得到不断改进,但仍然面临着结构复杂、易冲蚀、寿命短、冲击功低等问题,并未得到大规模推广应用。因此,发展一种结构简单、易损件少、冲击功率高、寿命长的液动冲击器,对于缩短钻井施工周期,减小井下事故,降低工程施工成本具有重要意义。
2、现有技术中公开的液动射流式冲击器,在活塞杆与缸体之间增设储能机构,例如弹性储能机构,将活塞回程时的动能转换为势能储存在储能机构中,增大了冲程的冲击力,同时避免了回程能量的浪费,减缓了活塞杆对缸体后端部的冲击,延长了射流式冲击器的使用寿命。然而弹性储能机构属于易损件,在液动冲击器频繁作业的周期中使用寿命仍不高,需要进一步改进。
技术实现思路
1、本发明的目的是:针对上述背景技术中存在的不足,提供一种无弹性储能机构、易损件更少、冲击高效可靠的液动冲击器。
2、为了达到上述目的,本发明提供了一种振荡射流式液动冲击器,包括依次连接的上接头、外管以及下接头;
3、所述上接头设置有上接头中心流道,所述外管内设置有振荡器,所述振荡器设置有喷嘴、喷嘴中心流道、振荡器第一信号道、振荡器第二信号道、流体第一附壁道和流体第二附壁道;所述喷嘴中心流道与所述上接头中心流道连通,所述喷嘴与所述喷嘴中心流道连通,所述振荡器第一信号道和所述振荡器第二信号道对称分布于所述喷嘴的下方两侧并与所述喷嘴连通;
4、所述外管内套装有配流组件,所述配流组件设置有配流组件第一输入道、配流组件第二输入道、配流组件第一信号道及配流组件第二信号道,所述配流组件第一输入道与所述流体第一附壁道连通,所述配流组件第二输入道与所述流体第二附壁道连通,所述配流组件第一信号道与所述振荡器第一信号道连通,所述配流组件第二信号道与所述振荡器第二信号道连通;所述配流组件设置有第一圆弧腔道,所述配流座第一输入道与所述第一圆弧腔道连通;
5、所述配流组件套装有活塞,所述活塞能够沿所述配流组件运动,所述配流组件与所述活塞的外部还套装有缸体,所述缸体与所述配流组件、所述活塞之间空间分为活塞前腔和活塞后腔,所述活塞前腔中的流体作用在活塞流体前作用面上,所述活塞后腔中的流体作用在活塞流体后作用面上;
6、所述缸体设置有第二圆弧腔道、缸体第一信号道以及缸体第二信号道,所述第二圆弧腔道与所述第一圆弧腔道连通,所述缸体第一信号道与所述配流组件第一信号道连通,所述缸体第二信号道与所述配流组件第二信号道连通,所述第二圆弧腔道、所述缸体第一信号道、所述缸体第二信号道均连通所述缸体内部的不同高度位置,所述活塞向上移动的过程中,能够将缸体第一信号道堵塞、缸体第二信号道开启,所述活塞向下移动的过程中,能够将所述缸体第一信号道开启、所述缸体第二信号道堵塞;
7、所述下接头与所述活塞的底部相配合。
8、进一步地,所述振荡器包括振荡器基板和振荡器盖板,所述振荡器基板与所述振荡器盖板通过螺栓连接,所述振荡器第一信号道和所述振荡器第二信号道的下方分布有流体第一附壁面和流体第二附壁面,所述流体第一附壁面与所述流体第二附壁面之间设置有导流块,所述流体第一附壁面与所述导流块之间形成所述流体第一附壁道,所述流体第二附壁面与所述导流块之间形成所述流体第二附壁道。
9、进一步地,所述配流组件包括配流座和配流管;所述配流组件第一输入道、所述配流组件第二输入道分别为配流座第一输入道、配流座第二输入道且位于所述配流座内,所述配流组件第一信号道、所述配流组件第二信号道分别为配流座第一信号道、配流座第二信号道且位于所述配流座内;所述第一圆弧腔道设置在所述配流座内;所述活塞与所述配流管相配合。
10、进一步地,所述缸体第一信号道开启时与所述活塞后腔连通;所述缸体第二信号道开启时与所述活塞前腔连通;所述第二圆弧腔道保持与所述活塞后腔连通。
11、进一步地,所述缸体与所述外管之间还设置有扇形截面通道,所述扇形截面通道与所述配流座第二输入道及所述活塞前腔连通。
12、进一步地,所述下接头内设置有多个导向块,所述导向块与所述活塞相配合。
13、进一步地,还包括排空结构,所述排空结构用于循环过程中排空内部流体。
14、进一步地,所述振荡器设置有振荡器排空道,所述振荡器排空道与所述流体第一附壁和所述流体第二附壁道连通,所述配流组件设置有配流组件排空道,所述振荡器排空道与所述配流组件排空道连通,所述活塞设置有活塞中心排空道,所述活塞中心排空道与所述配流组件排空道连通。
15、本发明的上述方案有如下的有益效果:
16、本发明提供的振荡射流式液动冲击器,通过内部振荡器、配流座、缸体、活塞等的设置,以及各流道和信号道的分布,基于振荡器自身特性,当活塞回程时能够通过流体压力的切换对活塞进行缓冲减速,然后再反向移动,产生冲击进程,整个过程基于信号道和活塞的位置自动切换,无需进行主动控制,也无需设置弹性结构等进行缓冲,减少了易损件,提高了使用寿命,同时冲击效率也能够得到保证;
17、本发明提供的振荡射流式液动冲击器进一步设置了排空结构,能够使内部的流体在对应的行程下自动排空,避免影响钻井液的循环,同时能够完成钻头的冷却以及孔底的清洗;
18、本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,包括依次连接的上接头、外管以及下接头;
2.根据权利要求1所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述振荡器包括振荡器基板和振荡器盖板,所述振荡器基板与所述振荡器盖板通过螺栓连接,所述振荡器第一信号道和所述振荡器第二信号道的下方分布有流体第一附壁面和流体第二附壁面,所述流体第一附壁面与所述流体第二附壁面之间设置有导流块,所述流体第一附壁面与所述导流块之间形成所述流体第一附壁道,所述流体第二附壁面与所述导流块之间形成所述流体第二附壁道。
3.根据权利要求1所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述配流组件包括配流座和配流管;所述配流组件第一输入道、所述配流组件第二输入道分别为配流座第一输入道、配流座第二输入道且位于所述配流座内,所述配流组件第一信号道、所述配流组件第二信号道分别为配流座第一信号道、配流座第二信号道且位于所述配流座内;所述第一圆弧腔道设置在所述配流座内;所述活塞与所述配流管相配合。
4.根据权利要求1所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述缸体第一信号道开启时与所述活塞后腔连通;所述缸体第二信号道开启时与所述活塞前腔连通;所述第二圆弧腔道保持与所述活塞后腔连通。
5.根据权利要求4所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述缸体与所述外管之间还设置有扇形截面通道,所述扇形截面通道与所述配流座第二输入道及所述活塞前腔连通。
6.根据权利要求1所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述下接头内设置有多个导向块,所述导向块与所述活塞相配合。
7.根据权利要求1所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,还包括排空结构,所述排空结构用于循环过程中排空内部流体。
8.根据权利要求7所述的一种振荡射流式液动冲击器,其特征在于,所述振荡器设置有振荡器排空道,所述振荡器排空道与所述流体第一附壁和所述流体第二附壁道连通,所述配流组件设置有配流组件排空道,所述振荡器排空道与所述配流组件排空道连通,所述活塞设置有活塞中心排空道,所述活塞中心排空道与所述配流组件排空道连通。