本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域，特別是涉及一種扭轉(zhuǎn)沖擊器。

背景技術(shù)：

扭轉(zhuǎn)沖擊器是一種輔助破巖工具，可以通過流體的液壓能轉(zhuǎn)換為周向往復(fù)動作的機(jī)械能，以給鉆頭在周向上施加往復(fù)脈沖，防止鉆頭卡在地層中，使整個鉆井過程穩(wěn)定。

在現(xiàn)有技術(shù)中，扭轉(zhuǎn)沖擊器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尤其是在其與鉆頭相連的位置，零件較多。在鉆井過程中，尤其是在對較硬的地層進(jìn)行鉆井的過程中，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)沖擊器難以承受鉆井產(chǎn)生的振動及負(fù)載，極易導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，從而極易導(dǎo)致部分扭轉(zhuǎn)沖擊器的結(jié)構(gòu)和鉆頭遺落在井中，影響進(jìn)一步井下作業(yè)。

因此，需要一種能保證鉆井作業(yè)順利進(jìn)行的扭轉(zhuǎn)沖擊器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種扭轉(zhuǎn)沖擊器，使用這種扭轉(zhuǎn)沖擊器能保證鉆井作業(yè)順利進(jìn)行。

本發(fā)明提出了一種扭轉(zhuǎn)沖擊器，包括：殼體，在殼體的周向內(nèi)壁上構(gòu)造有滑動槽；設(shè)置于殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體與鉆頭相連；以及將旋轉(zhuǎn)體與殼體保持在一起的卡件，卡件包括容納于滑動槽內(nèi)并與滑動槽滑動式配合的滑接端；其中，在使用時，卡件能使與鉆頭相連的旋轉(zhuǎn)體保持在殼體內(nèi)并能承受鉆井產(chǎn)生的振動及負(fù)載。

通過使用本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)沖擊器，卡件能使殼體與旋轉(zhuǎn)體沿軸向方向(即，對卡件產(chǎn)生剪切力的方向)的相對運動被阻止，保證了旋轉(zhuǎn)體能有效保持在殼體內(nèi)，進(jìn)而保證了鉆頭能與扭轉(zhuǎn)沖擊器的有效連接。這種連接方式較為穩(wěn)定，能保證扭轉(zhuǎn)沖擊器在作業(yè)過程中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易損壞，從而保證了扭轉(zhuǎn)沖擊器的完整性，扭轉(zhuǎn)沖擊器和與其相連的鉆頭不會遺落在井中，進(jìn)而保證了鉆井作業(yè)能順利 進(jìn)行。此外，卡件為一體的，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度較高，從而能有效承載鉆井產(chǎn)生的振動和負(fù)載，保證鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。

在一個實施例中，在旋轉(zhuǎn)體的周向側(cè)面上徑向向內(nèi)延伸設(shè)置有插道，卡件還包括與滑接端相連的插接端，插接端容納于插道內(nèi)。其中，卡件能沿插道滑動至滑接端完全收回到旋轉(zhuǎn)體之內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)令使用者能夠方便地對扭轉(zhuǎn)沖擊器進(jìn)行裝配，從而能更方便地將扭轉(zhuǎn)沖擊器與鉆頭穩(wěn)定相連。

在一個實施例中，滑接端構(gòu)造成在插接端上向兩側(cè)延伸的弧形延伸體，在插道靠近旋轉(zhuǎn)體的外壁一側(cè)延伸構(gòu)造有相應(yīng)的限位槽，滑動槽構(gòu)造為環(huán)形的以適應(yīng)于弧形延伸體的形狀。其中，滑接端能全部縮回到限位槽內(nèi)，并且限位槽的槽壁能防止卡件繼續(xù)沿徑向向內(nèi)運動。這種滑接端對軸向載荷的承載面較大，從而有效提高了對軸向載荷的承載能力，進(jìn)而提高了旋轉(zhuǎn)體容納于殼體內(nèi)的穩(wěn)定性，保證了鉆頭能與扭轉(zhuǎn)沖擊器穩(wěn)定連接。另外，限位槽能保證卡件完全收回到旋轉(zhuǎn)體內(nèi)，并能在卡件進(jìn)一步向內(nèi)運動時用滑動槽的壁抵住卡件，使其無法繼續(xù)運動，從而防止了卡件滑入過深，進(jìn)而令這種扭轉(zhuǎn)沖擊器使用更方便。

在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)體為中空結(jié)構(gòu)，插道貫穿旋轉(zhuǎn)體的側(cè)壁，扭轉(zhuǎn)沖擊器還包括裝卸式設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的擋件，其中，擋件能封堵插道的內(nèi)側(cè)以阻止卡件滑動。裝入旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的擋件能防止卡件朝向設(shè)置擋件的一側(cè)滑動，從而保證了旋轉(zhuǎn)體有效保持在殼體內(nèi)。另外，擋件為可拆卸的，當(dāng)擋件拆下后，會在其安裝位置處產(chǎn)生空間(即，旋轉(zhuǎn)體的中空位置)，卡件可朝向該空間處滑動，從而使其滑接端能完全收回到旋轉(zhuǎn)體內(nèi)。上述這種設(shè)置不僅保證了扭轉(zhuǎn)沖擊器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還使扭轉(zhuǎn)沖擊器為可拆卸的，方便了使用者對其內(nèi)部進(jìn)行清理與檢查。

在一個實施例中，擋件與旋轉(zhuǎn)體螺紋連接。螺紋能起到引導(dǎo)作用，這使得扭轉(zhuǎn)沖擊器的裝配更加方便。

在一個實施例中，在卡件的插接端上與擋件接觸處構(gòu)造有傾斜的推擠面。在安裝擋件時，擋件的上端與傾斜的推擠面相接觸，從而會對卡件產(chǎn)生徑向推動力，以使其插入到滑動槽內(nèi)。

在一個實施例中，在擋件與卡件接觸的上端處構(gòu)造有傾斜的引導(dǎo)面。引導(dǎo)面為傾斜的，從而能方便地向卡件產(chǎn)生沿徑向的推動力，以使其插入到滑動槽內(nèi)。

在一個實施例中，卡件為多個，在多個卡件的滑接端恰好縮回到旋轉(zhuǎn)體內(nèi)時，多個滑接端能一起圍成一個整圓。這種結(jié)構(gòu)保證了卡件對軸向載荷的承載面進(jìn)一步增大，極大地保證了卡接的穩(wěn)定性，提高了連接的有效性。

在一個實施例中，在殼體上與滑動槽相對應(yīng)的側(cè)壁處構(gòu)造有通孔。通孔減小了卡件進(jìn)入滑動槽時的阻力，方便了使用者對扭轉(zhuǎn)沖擊器進(jìn)行裝配。

在一個實施例中，在通孔內(nèi)容納有活動式頂桿，頂桿能伸入到滑動槽內(nèi)以頂動卡件的滑接端。頂桿能防止沉砂等雜質(zhì)從通孔進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)體與殼體之間，從而保證了旋轉(zhuǎn)體能順利轉(zhuǎn)動。另外，頂桿還能將卡件頂出滑動槽，使旋轉(zhuǎn)體能順利被取出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：(1)這種連接方式極為穩(wěn)定，能保證扭轉(zhuǎn)沖擊器在作業(yè)過程中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易損壞，從而保證了扭轉(zhuǎn)沖擊器的完整性，扭轉(zhuǎn)沖擊器和與其相連的鉆頭不會遺落在井中，進(jìn)而保證了鉆井作業(yè)能順利進(jìn)行。(2)卡件為一體的，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度較高，從而能有效承載鉆井產(chǎn)生的振動和負(fù)載，保證鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1顯示了本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)沖擊器的軸向剖面示意圖。

圖2顯示了本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)沖擊器的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示了本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)沖擊器的橫截面示意圖。

圖4顯示了本發(fā)明的卡件的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

這里應(yīng)理解地是，這里的軸向、周向和徑向均以整個扭轉(zhuǎn)沖擊器為參照，例如，軸向為沿扭轉(zhuǎn)沖擊器的軸線的方向。

圖1示意性地顯示了本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)沖擊器100的結(jié)構(gòu)。扭轉(zhuǎn)沖擊器100包括殼體10和旋轉(zhuǎn)體20。旋轉(zhuǎn)體20設(shè)置在中空的殼體10內(nèi)部，并與鉆頭200相連。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)體20與鉆頭200通過螺紋結(jié)構(gòu)連接，連接簡單，穩(wěn)定。在鉆頭轉(zhuǎn) 動時，旋轉(zhuǎn)體隨鉆頭一同沿扭轉(zhuǎn)沖擊器的軸向轉(zhuǎn)動，并能保持容納在殼體10內(nèi)。為了在鉆頭200工作時保證旋轉(zhuǎn)體20能穩(wěn)定地保持在殼體10內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)體20的軸向側(cè)壁上向內(nèi)延伸設(shè)置有插道21，并在插道21內(nèi)設(shè)置有卡件30。在殼體10內(nèi)周向內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有相應(yīng)的滑動槽12?？?0的一端保持容納在插道21內(nèi)，此端為插接端32，而另一端可延伸以進(jìn)入到滑動槽12內(nèi)，此端為滑接端31。插道21沿旋轉(zhuǎn)體20的徑向設(shè)置。這樣，在旋轉(zhuǎn)體20沿殼體10的軸向活動或具有沿殼體10的軸向活動的趨勢時，卡件30的滑接端31能卡在滑動槽12內(nèi)，從而防止了旋轉(zhuǎn)體20與殼體10沿軸向方向的進(jìn)一步相對運動，這樣便能使與鉆頭200相連的旋轉(zhuǎn)體20保持在殼體10內(nèi)并隨鉆頭200一同轉(zhuǎn)動。滑接端能在滑動槽內(nèi)，并優(yōu)選為環(huán)形的滑動槽內(nèi)相對于殼體繞軸線小角度往復(fù)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能給鉆頭提供周向往復(fù)的脈沖。

這種扭轉(zhuǎn)沖擊器的結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，不易損壞，從而能有效防止扭轉(zhuǎn)沖擊器和鉆頭遺落在井內(nèi)。另外，穩(wěn)定工作的扭轉(zhuǎn)沖擊器不易損壞，提高了井下作業(yè)的安全性。因此，使用上述這種扭轉(zhuǎn)沖擊器能保證鉆井作業(yè)和接下來的進(jìn)一步井下作業(yè)均能順利進(jìn)行。

優(yōu)選地，在插接端32與插道21密封，例如可如圖4所示的那樣，在插接端32上構(gòu)造用于容納密封件33的環(huán)形凹槽。如圖2所示的那樣在將卡件30裝配到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)時，在環(huán)形凹槽上套設(shè)密封件33，使插接端32與插道21密封。密封式的連接使得外界的砂粒、雜質(zhì)等無法進(jìn)入，保證了裝置內(nèi)部的干凈，使扭轉(zhuǎn)沖擊器100在工作時不會受到雜質(zhì)的影響，進(jìn)而保證了鉆頭200工作的順滑和穩(wěn)定。

如圖2所示的那樣，還可以在插道21靠近旋轉(zhuǎn)體20的外壁的一側(cè)構(gòu)造限位槽22，限位槽22的截面大于插道21另一端的截面，并且其形狀要適應(yīng)于滑接端31的形狀以保證卡件30能完全收回到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)。同時，卡件30上也可構(gòu)造有相應(yīng)的外凸起，例如可優(yōu)選地直接令滑接端31的截面尺寸大于插接端32的截面尺寸?；佣?1沿插道21方向的長度小于或等于，并優(yōu)選為小于限位槽22沿插道21方向的深度。卡件30能在插道21內(nèi)滑動，直至滑接端31完全收回到旋轉(zhuǎn)體20的內(nèi)部。此時，旋轉(zhuǎn)體20與殼體10之間的相對軸向運動不受到阻擋，使得旋轉(zhuǎn)體20和卡件30均能被取出。這種設(shè)置使得扭轉(zhuǎn)沖擊器100本身為可拆卸的，從而方便了使用者對其內(nèi)部進(jìn)行保養(yǎng)、清理。這里應(yīng)理解地是，可通過彈 簧等連接件將卡件30連接在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)，這同時還能保證卡件30能伸出到旋轉(zhuǎn)體之外，并能完全縮回到旋轉(zhuǎn)體內(nèi)。

在一個優(yōu)選的實施例中，為了保證卡件30能在旋轉(zhuǎn)體20旋轉(zhuǎn)時較為穩(wěn)定地保持在滑動槽12內(nèi)，可如圖3所示的那樣，將旋轉(zhuǎn)體20構(gòu)造為中空的，在其中可設(shè)置擋件40。擋件40能通過螺紋連接的方式與旋轉(zhuǎn)體20相連。在旋入擋件40時，其可與在插道21內(nèi)的卡件30相接觸，使其無法回縮，從而使滑接端31能穩(wěn)定地保持在滑動槽12內(nèi)。當(dāng)需要拆卸扭轉(zhuǎn)沖擊器時，可先將擋件40取出，此時會產(chǎn)生供卡件30回縮到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)的空間，使滑接端31完全縮回，以將旋轉(zhuǎn)體取出。此時由于限位槽22的設(shè)置，還能防止卡件30縮回過多以致其從中空的旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)掉出。這里優(yōu)選地令卡件30沿插道21方向的厚度大于插道21的厚度，從而當(dāng)擋件40旋入后，卡件30能有效卡在外殼與旋轉(zhuǎn)體20之間，而當(dāng)取出擋件40后，卡件30的一部分會伸入到設(shè)置擋件40的位置，使卡件30能全部收回到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，從而能使扭轉(zhuǎn)沖擊器與鉆頭穩(wěn)定連接，進(jìn)而能有效提高扭轉(zhuǎn)沖擊器的可靠性。

滑接端31能在滑動槽12內(nèi)沿周向延伸。優(yōu)選地，如圖4所示的那樣，滑接端31構(gòu)造為弧形延伸體，以使承受旋轉(zhuǎn)體20與殼體10之間的軸向載荷的表面增大，從而提高扭轉(zhuǎn)沖擊器100的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證鉆頭200能與扭轉(zhuǎn)沖擊器100有效連接?；瑒硬?2構(gòu)造為環(huán)狀的，以容納弧形延伸體，并保證旋轉(zhuǎn)體20和卡件30能相對殼體10繞軸線小角度往復(fù)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能給鉆頭200提供周向往復(fù)的脈沖。

這里所說的弧形延伸體如圖4所示的那樣，是大體如圓管側(cè)壁的一部分那樣的形狀。

如圖2所示的那樣，還可在擋件40的旋入端處構(gòu)造引導(dǎo)面，引導(dǎo)面與卡件30接觸會對卡件30產(chǎn)生沿插道21方向的力，從而使卡件30能更加方便地插入到滑動槽12內(nèi)。還可在卡件30的插接端32上設(shè)置推擠面321，推擠面321設(shè)置為能與擋件40相接觸，這同樣能方便將卡件3推入到滑動槽12中。優(yōu)選地，卡件30可構(gòu)造為如圖4所示的那樣，其插接端32的末端處大體呈楔形，以進(jìn)一步方便使用。楔形的末端可在與擋件40接觸處構(gòu)造有與擋件40相適應(yīng)的弧形輪廓，這樣能有效提高其與擋件40的接觸面積，保證其強(qiáng)度，提高扭轉(zhuǎn)沖擊器100的穩(wěn)定性。

這里應(yīng)理解地是，旋入端指的是如圖2所示的擋件40的上端，其為裝配擋件40時優(yōu)先進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)的一端。

在一個優(yōu)選的實施例中，扭轉(zhuǎn)沖擊器設(shè)置有多個卡件30，多個卡件均勻分布并均勻而穩(wěn)定地承受軸向負(fù)載。例如，可如圖3所示的那樣設(shè)置4個卡件30，滑接端31的扇形面均為90°，并且當(dāng)4個卡件30均恰好縮回到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)時，滑接端31相互接觸并能一起形成一個整圓。這一設(shè)置使得卡件30承載軸向載荷的面最大化，極大地保證了旋轉(zhuǎn)體20穩(wěn)定保持在殼體10內(nèi)，從而極大地保證了鉆具與整個扭轉(zhuǎn)沖擊器100的穩(wěn)定連接。

還可如圖3所示的那樣，在殼體10的側(cè)壁上設(shè)置徑向的通孔，通孔設(shè)置在滑動槽12的側(cè)壁上，并能與卡件30相對，優(yōu)選地在插入卡件30時與卡件30的插接端32相對，以更加方便卡件30的裝卸。殼體10內(nèi)部均為密封的，在將卡件30推向殼體10的過程中，可保證卡件30的滑接端31一側(cè)的空氣能經(jīng)通孔有效排出到殼體10之外，從而保證了滑接端31能順利伸入到滑動槽12中。

另外，為了防止在鉆井過程中，通孔處會有雜質(zhì)進(jìn)入，在通孔內(nèi)設(shè)置有可裝卸式頂桿，頂桿優(yōu)選為銷釘。頂桿能密封通孔，以防止沉砂等顆粒進(jìn)入到殼體10與旋轉(zhuǎn)體20之間的間隙內(nèi)，從而保證了旋轉(zhuǎn)體20能相對于殼體10有效轉(zhuǎn)動。而在組裝時，為了保證空氣能由通孔排出以保證卡件順利進(jìn)入到殼體的滑動槽內(nèi)，可將頂桿取出。

另外，頂桿設(shè)置為活動式頂桿，可以使其伸入到容納腔內(nèi)頂動卡件30，從而能方便地將卡件30完全頂回到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)部，使旋轉(zhuǎn)體能從殼體10內(nèi)取出。

鉆頭200與扭轉(zhuǎn)沖擊器100能有效連接，并能在不需要鉆頭200工作時，相互拆卸下來，從而更加方便了對鉆頭200和扭轉(zhuǎn)沖擊器100的運輸，尤其是方便了對鉆頭200和扭轉(zhuǎn)沖擊器100的長途運輸，極大地降低了運輸負(fù)擔(dān)，減少了運輸成本。另外，由于扭轉(zhuǎn)沖擊器100和鉆頭200有利于運輸。鉆頭200的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，在此不加贅述。

本申請的扭轉(zhuǎn)沖擊器100的步驟如下：

(1)將卡件30從旋轉(zhuǎn)體20的外側(cè)插入到滑道中；

(2)將裝有卡件30的旋轉(zhuǎn)體20插入到殼體10內(nèi)；

(3)將擋件40旋入到旋轉(zhuǎn)體20內(nèi)，使卡件30進(jìn)入到滑動槽12內(nèi)，并防止卡件30回縮；

(4)將頂桿插入到通孔內(nèi)，使其密封。

使用上述扭轉(zhuǎn)沖擊器100，能夠保證扭轉(zhuǎn)沖擊器100與鉆頭200穩(wěn)定并可反復(fù)裝卸地連接，方便運輸，極大地降低了運輸成本以及作業(yè)成本。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。