本發(fā)明涉及一種軸向雙作用液力沖擊器，屬油氣田鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

石油素有"世界經(jīng)濟(jì)的血液"之稱，在我國的工業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展中歷來有著舉足輕重的作用，是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。近幾年來，隨著油氣資源勘探開發(fā)不斷深入，鉆遇“三高”（巖石硬度高、巖石可鉆性級值高、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(yè)的興衰，因此，如何提高鉆井效率，降低成本，是石油行業(yè)需要解決的重要問題。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鉆井方式碰到硬地層時，鉆井效率降低，鉆頭壽命變的更短，鉆井周期更長，成本更高；因此有效地提高鉆井速率是如今鉆井工程中急需解決的一個問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種能有效提高破巖效率，提高鉆進(jìn)速度，從而降低開采成本的軸向雙作用液力沖擊器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種軸向雙作用液力沖擊器，包括外殼、上接頭、下接頭、花鍵套、沖擊錘體和導(dǎo)流套；其特征在于：外殼的一端螺紋安裝有上接頭；外殼的另一端通過花鍵套裝有下接頭；外殼內(nèi)通過套筒安裝有錘座，套筒一側(cè)的外殼內(nèi)裝有節(jié)流套和高壓分流筒，高壓分流筒內(nèi)通過對稱設(shè)置的上限位座和下限位座裝有活塞桿；活塞桿的一端固裝有活塞固定接頭；活塞桿的一端固裝有沖擊錘體，活塞桿內(nèi)設(shè)置有滑塊，滑塊的一端通過滑塊頂砧與活塞固定接頭接觸連接；高壓分流筒和上限位座的一側(cè)通過導(dǎo)流接頭和導(dǎo)流套裝有分水頭。

所述的上限位座和下限位座上分別設(shè)置有限位座孔；節(jié)流套上設(shè)置有節(jié)流套孔；導(dǎo)流套上設(shè)置有導(dǎo)流套孔；

所述的高壓分流筒圓周上螺旋設(shè)置有凸緣，凸緣之間的高壓分流筒圓周上均布有高壓分流孔。所述的導(dǎo)流接頭上設(shè)置有螺紋退刀槽，導(dǎo)流接頭通過螺紋退刀槽與高壓分流筒相互卡接。

所述的沖擊錘體為變徑體，沖擊錘體上設(shè)置有沖擊錘孔。

所述的滑塊上對稱設(shè)置有凸起，凸起上分別設(shè)置有滑塊孔，滑塊孔與滑塊的中心孔連通。

所述的活塞桿圓周上設(shè)置有梯形槽，活塞桿的兩端圓周上分別設(shè)置有退刀螺紋槽，退刀螺紋槽之間的活塞桿上均布有多個活塞桿孔，活塞桿孔與活塞桿的中心孔連通；活塞桿一端通過退刀螺紋槽與沖擊錘體螺紋連接；活塞桿另一端通過退刀螺紋槽與活塞固定接頭卡接。

所述的花鍵套一端與外殼螺紋連接；花鍵套的另一端與下接頭鍵連接。

所述的錘座與下接頭相互螺紋連接。

所述的節(jié)流套與高壓分流筒接觸連接。

所述的上限位座和下限位座之間的活塞桿上套裝有換向節(jié)流套，換向節(jié)流套上設(shè)置有換向節(jié)流孔。

本發(fā)明的有益效果是：

該軸向雙作用液力沖擊器的活塞桿一端通過螺紋與沖擊錘體相連，在高速鉆井液壓力的作用下，活塞桿往復(fù)循環(huán)高速振動，并將該運(yùn)動傳遞到?jīng)_擊錘錘體，錘體沖擊錘座并最終轉(zhuǎn)化為鉆頭的高頻沖擊破巖作用，從而提高了鉆頭的破巖效率，解決了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆井方式碰到硬地層時，鉆井效率降低，鉆頭壽命變短，鉆井周期長、成本高的問題；對提高鉆井效率和降低鉆井成本具有積極的推廣意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的節(jié)流套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的節(jié)流套的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的高壓分流筒的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的高壓分流筒的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的限位座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的活塞桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的沖擊錘體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的導(dǎo)流套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的導(dǎo)流接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明的活塞固定接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明的分水頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、外殼，2、上接頭，3、下接頭，4、花鍵套，5、沖擊錘體，6、導(dǎo)流套，7、套筒，8、錘座，9、節(jié)流套，10、高壓分流筒，11、節(jié)流套孔，12、凸緣，13、高壓分流孔，14、上限位座，15、下限位座，16、活塞桿，17、限位座孔，18、梯形槽，19、退刀螺紋槽，20、活塞桿孔，21、活塞固定接頭，22、沖擊錘孔，23、換向節(jié)流套，24、換向節(jié)流孔，25、滑塊，26、凸起，27、滑塊孔，28、滑塊頂砧，29、導(dǎo)流接頭，30、分水頭，31、導(dǎo)流套孔，32、螺紋退刀槽。

具體實施方式

該軸向雙作用液力沖擊器包括外殼1、上接頭2、下接頭3、花鍵套4、沖擊錘體5和導(dǎo)流套6。外殼1的一端螺紋安裝有上接頭2；外殼1的另一端通過花鍵套4裝有下接頭3；花鍵套4的一端與外殼1螺紋連接；花鍵套4的另一端與下接頭3鍵連接。

外殼1內(nèi)通過套筒7安裝有錘座8，錘座8與下接頭3相互螺紋連接。套筒7一側(cè)的外殼1內(nèi)裝有節(jié)流套9和高壓分流筒10，節(jié)流套9與高壓分流筒10接觸連接。節(jié)流套9上設(shè)置有節(jié)流套孔11；節(jié)流套孔11與節(jié)流套9的中心孔連通；高壓分流筒10圓周上螺旋設(shè)置有凸緣12，凸緣12之間的高壓分流筒10圓周上均布有高壓分流孔13。

高壓分流筒10內(nèi)通過對稱設(shè)置的上限位座14和下限位座15裝有活塞桿16；上限位座14和下限位座15上分別設(shè)置有限位座孔17；活塞桿16圓周上設(shè)置有梯形槽18，活塞桿16的兩端圓周上分別設(shè)置有退刀螺紋槽19，退刀螺紋槽19之間的活塞桿16上均布有多個活塞桿孔20，（活塞桿孔20由右至左為1孔、2孔、3孔、4孔、5孔）活塞桿孔20與活塞桿16的中心孔連通?；钊麠U16的一端通過退刀螺紋槽19安裝有活塞固定接頭21；活塞桿的另一端通過退刀螺紋槽19螺紋安裝有沖擊錘體5，沖擊錘體5為變徑體，沖擊錘體5上設(shè)置有沖擊錘孔22。

上限位座14和下限位座15之間的活塞桿16上套裝有換向節(jié)流套23，換向節(jié)流套23上設(shè)置有換向節(jié)流孔24。

活塞桿16的中心孔內(nèi)設(shè)置有滑塊25，滑塊25上對稱設(shè)置有凸起26，凸起26上分別設(shè)置有滑塊孔27，滑塊孔27與滑塊25的中心孔連通。滑塊26的一端通過滑塊頂砧28與活塞固定接頭21接觸連接。

高壓分流筒10和上限位座14的一側(cè)通過導(dǎo)流接頭29和導(dǎo)流套6裝有分水頭30。導(dǎo)流套6上設(shè)置有導(dǎo)流套孔31；導(dǎo)流接頭29上設(shè)置有螺紋退刀槽32，導(dǎo)流接頭29通過螺紋退刀槽32與高壓分流筒10相互卡接。

該軸向雙作用液力沖擊器工作時，鉆井液經(jīng)過上接頭2進(jìn)入工具內(nèi)部，經(jīng)分水頭30和導(dǎo)流套6進(jìn)入高壓分流筒10外腔。鉆井液在高壓分流筒10處分成兩支，一支順高壓分流筒10的凸緣12徑直向下由節(jié)流套9產(chǎn)生高壓射出并經(jīng)過沖擊錘體5的沖擊錘孔22最終由下接頭3流出，另一支由高壓分流筒10的高壓分流孔13進(jìn)入高壓分流筒10內(nèi)。鉆井液經(jīng)高壓分流筒10的凸緣12形成螺旋流，其中的大顆粒物在離心力的作用下延螺旋凸緣12的上側(cè)流動，充分避免了鉆井液中的大顆粒物進(jìn)入高壓分流筒10內(nèi)對活塞桿16的運(yùn)動造成影響。由于高壓分流筒10內(nèi)設(shè)置有上限位座14、下限位座15、活塞桿16和換向節(jié)流套23等構(gòu)成的液壓換向機(jī)構(gòu)。經(jīng)高壓分流筒10的高壓分流孔13進(jìn)入至高壓分流筒10內(nèi)的鉆井液由上限位座14的限位座孔17經(jīng)活塞桿16的活塞桿孔20（1孔）進(jìn)入滑塊25與活塞桿16之間的上側(cè)空腔，從而壓迫滑塊25下行；這一過程中，高壓鉆井液由換向節(jié)流套23的換向節(jié)流孔24進(jìn)入至活塞桿16的梯形槽18，并由梯形槽18中活塞桿孔20（3孔）進(jìn)入滑塊25的凸起26外側(cè)。當(dāng)滑塊25的凸起26外側(cè)與活塞桿16的活塞桿孔20（4孔）聯(lián)通時，高壓鉆井液進(jìn)入活塞桿16的梯形槽18下側(cè)端面與下限位座15之間的空腔，并作用在梯形槽18下側(cè)端面迫使活塞桿16上行。當(dāng)梯形槽18上側(cè)端面與上限位座14接觸（液壓換向系統(tǒng)上死點）時活塞桿16停止上行運(yùn)動并進(jìn)入下行程階段。

當(dāng)液壓換向系統(tǒng)處于上死點時，活塞桿16的活塞桿孔20（5孔）與下限位座15的限位座孔17對齊，高壓鉆井液進(jìn)入滑塊25與活塞桿16的下側(cè)空腔，從而使滑塊25上行；當(dāng)滑塊25的凸起26外側(cè)與活塞桿16活塞桿孔20（2孔）聯(lián)通時，高壓鉆井液進(jìn)入活塞桿16的梯形槽18與上限位座14之間的空腔，并作用在梯形槽18上側(cè)端面從而使活塞桿16下行。當(dāng)梯形槽18下側(cè)端面與下限位座15接觸（液壓換向系統(tǒng)下死點）時停止下行運(yùn)動并進(jìn)入上行程階段。

由于活塞桿16通過螺紋與沖擊錘體5相連，在高速鉆井液壓力的作用下，活塞桿16往復(fù)循環(huán)高速振動的過程中，通過沖擊錘體5不斷錘擊錘座8，由此形成對鉆頭的高頻軸向沖擊力；從而提高鉆頭和巖石間的接觸應(yīng)力及破碎坑內(nèi)的裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而提高了鉆頭的破巖效率。該軸向雙作用液力沖擊器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，解決了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆井方式碰到硬地層時，鉆井效率降低，鉆頭壽命變短，鉆井周期長、成本高的問題；對提高鉆井效率和降低鉆井成本具有積極的推廣意義。