本實(shí)用新型涉及油氣井鉆井，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)鉆井全向沖擊提速工具。

背景技術(shù)：

目前，在油氣井深部地層的鉆井作業(yè)中，當(dāng)鉆遇中硬和硬地層時，由于鉆頭吃入和破碎地層難度增大，造成鉆頭破碎地層巖石的效率下降。與此同時，由于鉆具較長，鉆具旋轉(zhuǎn)時為保持與井眼的相容性，鉆具實(shí)際施加到鉆頭上的鉆壓和扭矩均處于非穩(wěn)定的波動狀態(tài)。

為穩(wěn)定深井鉆頭的井下實(shí)際工作狀態(tài)，提高鉆頭破碎地層的機(jī)械鉆速，早期開發(fā)的軸向沖擊鉆井工具，由于沖擊功率不足，雖然對于鉆頭的鉆壓穩(wěn)定起到較好作用，但對鉆頭軸向沖擊破碎地層作用有限。目前油田現(xiàn)場應(yīng)用的扭矩沖擊鉆井工具，雖然對于鉆頭的扭矩穩(wěn)定起到較好的作用，但對鉆頭的軸向沖擊破碎地層作用有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：針對深井鉆井作業(yè)過程中，中硬和硬地層鉆頭破碎地層效率較低，機(jī)械鉆速需要進(jìn)一步提高的現(xiàn)狀，提供一種用于旋轉(zhuǎn)鉆井時，能夠同時對于鉆頭的鉆壓(軸向)和扭矩(切向)產(chǎn)生一定頻率的高功率沖擊作用的新型旋轉(zhuǎn)鉆井全向沖擊提速工具，即能保持鉆頭工作在較穩(wěn)定的鉆壓和扭矩狀態(tài)，以保持鉆頭處于穩(wěn)定的破碎地層的工作狀態(tài)，同時能夠?yàn)殂@頭提供較高的軸向和切向沖擊功，實(shí)現(xiàn)鉆頭在井底的全向沖擊破碎地層，以提高鉆頭的破碎地層效率，提高深井中硬及硬地層的機(jī)械鉆速。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種旋轉(zhuǎn)鉆井全向沖擊提速工具，主要由中心體、外滑動沖擊機(jī)構(gòu)和浮動式傳遞頭三部分組成；所述中心體是由上接頭、中心軸、扭矩滑套組成；上接頭與鉆具連接，中心軸上的傳壓孔，將中心體內(nèi)孔的鉆井液流體壓力傳遞至外滑動沖擊機(jī)構(gòu)的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述外滑動沖擊機(jī)構(gòu)由沖擊頭、沖擊滑套、下碟簧組、浮動環(huán)、滑動閥、上碟簧組組成；通過傳壓孔將鉆井液流體壓力傳遞至由下碟簧組、浮動環(huán)、滑動閥、上碟簧組組成外滑動沖擊機(jī)構(gòu)的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動沖擊頭、沖擊滑套沿中心體做軸向往復(fù)運(yùn)動，沖擊頭運(yùn)動至下端時，將擊打下接頭上的沖擊結(jié)合面，沖擊頭上的沖擊結(jié)合面為旋升角為30-60度間一固定值的端面；

所述浮動式傳遞頭由下接頭、扭矩頭組成；下接頭與鉆頭連接，下接頭上的沖擊結(jié)合面為旋升角為30-60度間一固定值的端面，通過下接頭上的沖擊結(jié)合面，將沖擊頭的沖擊功，轉(zhuǎn)換為對鉆頭軸向和切向的沖擊作用；浮動式傳遞頭與上部鉆具間為非剛性連接。

進(jìn)一步地，所述扭矩頭為與扭矩滑套傳遞扭矩，通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的扭矩頭。

更進(jìn)一步地，所述中心體為與與浮動式傳遞頭間扭矩的傳遞，通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的中心體。

更進(jìn)一步地，所述扭矩頭為與扭矩滑套傳遞扭矩，通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的扭矩頭。

更進(jìn)一步地，所述中心體為與與浮動式傳遞頭間扭矩的傳遞，通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的中心體。

更進(jìn)一步地，所述中心體為上部與鉆具連接，內(nèi)孔保持鉆井液流通，中心體向下傳遞鉆壓和扭矩，下部與浮動式傳遞頭通過鍵與槽的方式相連接的中心體。

更進(jìn)一步地，所述外滑動沖擊機(jī)構(gòu)為在中心體內(nèi)孔的鉆井液流體壓力驅(qū)動下，通過其上的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動沖擊滑套沿中心體上下往復(fù)運(yùn)動沖擊浮動式傳遞頭的外滑動沖擊機(jī)構(gòu)。

更進(jìn)一步地，所述浮動式傳遞頭為，下接鉆頭，將沖擊滑套沖擊功，同時轉(zhuǎn)化為對鉆頭的軸向和切向沖擊，將中心體的鉆壓傳遞到鉆頭的浮動式傳遞頭。

更進(jìn)一步地，所述中心體為上部與鉆具連接，內(nèi)孔保持鉆井液流通，中心體向下傳遞鉆壓和扭矩，下部與浮動式傳遞頭通過鍵與槽的方式相連接的中心體。

更進(jìn)一步地，所述外滑動沖擊機(jī)構(gòu)為在中心體內(nèi)孔的鉆井液流體壓力驅(qū)動下，通過其上的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動沖擊滑套沿中心體上下往復(fù)運(yùn)動沖擊浮動式傳遞頭的外滑動沖擊機(jī)構(gòu)。

更進(jìn)一步地，所述浮動式傳遞頭為，下接鉆頭，將沖擊滑套沖擊功，同時轉(zhuǎn)化為對鉆頭的軸向和切向沖擊，將中心體的鉆壓和扭矩傳遞到鉆頭的浮動式傳遞頭。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型對井下工作鉆頭同時產(chǎn)生的全向沖擊作用，較好的穩(wěn)定井下工作鉆頭上的鉆壓和扭矩工作參數(shù)，減少上部鉆具對井底工作鉆頭上的鉆壓和扭矩造成的波動影響；較高的全向沖擊功，提高鉆頭對井底巖石的沖擊破碎效率；提高鉆頭對中硬和硬地層的機(jī)械鉆速，進(jìn)一步提高深井鉆井效率。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的沖擊頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的沖擊頭結(jié)構(gòu)展開示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的扭矩滑套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的扭矩滑套結(jié)構(gòu)展開示意圖。

附圖標(biāo)記：

1為下接頭，2為沖擊頭，3為密封圈，4為沖擊滑套，5為密封圈，6為扭矩頭，7為扭矩滑套，8為中心軸，9為密封圈，10為下碟簧組，11為密封圈，12為密封圈，13為浮動環(huán)，14為密封圈，15為傳壓孔，16為密封圈，17為密封圈，18為滑動閥，19為密封圈，20為上碟簧組，21為密封圈,22為上接頭。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參考圖1至圖5,如圖1至圖5所示的一種旋轉(zhuǎn)鉆井全向沖擊提速工具，主要由中心體、外滑動沖擊機(jī)構(gòu)和浮動式傳遞頭三部分組成；所述中心體是由上接頭22、中心軸8、扭矩滑套7組成；上接頭22與鉆具連接，中心軸8上的傳壓孔15，將中心體內(nèi)孔的鉆井液流體壓力傳遞至外滑動沖擊機(jī)構(gòu)的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述外滑動沖擊機(jī)構(gòu)由沖擊頭2、沖擊滑套4、下碟簧組10、浮動環(huán)13、滑動閥18、上碟簧組20組成；通過傳壓孔15將鉆井液流體壓力傳遞至由下碟簧組10、浮動環(huán)13、滑動閥18、上碟簧組20組成外滑動沖擊機(jī)構(gòu)的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動沖擊頭2、沖擊滑套4沿中心體做軸向往復(fù)運(yùn)動，沖擊頭2運(yùn)動至下端時，將擊打下接頭1上的沖擊結(jié)合面，沖擊頭2上的沖擊結(jié)合面為旋升角為30-60度間一固定值的端面；

所述浮動式傳遞頭由下接頭1、扭矩頭6組成；下接頭1與鉆頭連接，下接頭1上的沖擊結(jié)合面為旋升角為30-60度間一固定值的端面，通過下接頭上的沖擊結(jié)合面，將沖擊頭2的沖擊功，轉(zhuǎn)換為對鉆頭軸向和切向的沖擊作用。浮動式傳遞頭與上部鉆具間為非剛性連接；允許沖擊鉆壓和扭矩不受上部鉆具的約束，有效施加到鉆頭上。

所述扭矩頭6與扭矩滑套7傳遞扭矩，是通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)。鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值。旋升角的變化，可以實(shí)現(xiàn)中心體傳遞到浮動頭的扭矩在鉆頭的鉆壓和扭矩間的分配比例。

所述中心體與浮動式傳遞頭間扭矩的傳遞，是通過鍵和槽相配合的方式實(shí)現(xiàn)。鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值。旋升角的變化，可以實(shí)現(xiàn)中心體傳遞到浮動頭的扭矩在鉆頭的鉆壓和扭矩間的分配比例。

所述中心體，上部與鉆具連接，內(nèi)孔保持鉆井液流通，中心體向下傳遞鉆壓和扭矩，下部與浮動式傳遞頭通過鍵與槽的方式相連接。

所述外滑動沖擊機(jī)構(gòu)，在中心體內(nèi)孔的鉆井液流體壓力驅(qū)動下，通過其上的壓力變換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動沖擊滑套4沿中心體上下往復(fù)運(yùn)動沖擊浮動式傳遞頭。

所述浮動式傳遞頭，下接鉆頭，將沖擊滑套4沖擊功，同時轉(zhuǎn)化為對鉆頭的軸向和切向沖擊，將中心體的鉆壓和扭矩傳遞到鉆頭的浮動式傳遞頭。

所述沖擊滑套4與浮動式傳遞頭的沖擊結(jié)合面，為沿園柱旋升的端面。旋升角為30-60度間一固定值。旋升角的變化，可以實(shí)現(xiàn)對外滑動套沖擊功在鉆頭軸向和切向的分配比例。

當(dāng)鉆頭到達(dá)井底時，加鉆壓，沖擊滑套4上滑動閥18的傳壓孔與中心軸8上的傳壓孔15連通，中心軸8內(nèi)孔的鉆井液流體壓力傳遞進(jìn)入滑動閥18，推動沖擊滑套4上行，沖擊滑套4上滑動閥18的傳壓孔與中心軸8上的傳壓孔15連通關(guān)閉。沖擊滑套4繼續(xù)上行至滑動閥18內(nèi)的流體壓力下降，沖擊滑套4在上碟簧組20的推動下下行至沖擊滑套4上滑動閥18的傳壓孔與中心軸8上的傳壓孔15連通，中心軸8內(nèi)孔的鉆井液流體壓力傳遞進(jìn)入滑動閥18，繼續(xù)推動沖擊滑套4上行，形成沖擊滑套4的上、下往復(fù)運(yùn)動。

當(dāng)鉆遇中硬和硬地層時，將本實(shí)用新型的新型全向沖擊提速工具接入鉆具下井。入井鉆具的連接順序?yàn)椋恒@頭+新型全向沖擊提速工具+上部鉆具。其中：鉆頭和鉆具組合按照鉆井設(shè)計要求下入。通過選配鉆頭噴嘴尺寸，控制鉆頭壓降≥5MPa。按照鉆井設(shè)計要求的鉆井參數(shù)，采用旋轉(zhuǎn)鉆井或井下馬達(dá)動力鉆井的方式進(jìn)行鉆井作業(yè)。

本實(shí)用新型對井下工作鉆頭同時產(chǎn)生的全向沖擊作用，較好的穩(wěn)定井下工作鉆頭上的鉆壓和扭矩工作參數(shù)，減少上部鉆具對井底工作鉆頭上的鉆壓和扭矩造成的波動影響；較高的全向沖擊功，提高鉆頭對井底巖石的沖擊破碎效率；提高鉆頭對中硬和硬地層的機(jī)械鉆速，進(jìn)一步提高深井鉆井效率。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。