本實用新型涉及油氣井鉆井，具體涉及一種旋轉鉆井全向沖擊提速工具。

背景技術：

目前，在油氣井深部地層的鉆井作業中，當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，鉆具旋轉時為保持與井眼的相容性，鉆具實際施加到鉆頭上的鉆壓和扭矩均處于非穩定的波動狀態。

為穩定深井鉆頭的井下實際工作狀態，提高鉆頭破碎地層的機械鉆速，早期開發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。目前油田現場應用的扭矩沖擊鉆井工具，雖然對于鉆頭的扭矩穩定起到較好的作用，但對鉆頭的軸向沖擊破碎地層作用有限。

技術實現要素：

本實用新型的目的是：針對深井鉆井作業過程中，中硬和硬地層鉆頭破碎地層效率較低，機械鉆速需要進一步提高的現狀，提供一種用于旋轉鉆井時，能夠同時對于鉆頭的鉆壓(軸向)和扭矩(切向)產生一定頻率的高功率沖擊作用的新型旋轉鉆井全向沖擊提速工具，即能保持鉆頭工作在較穩定的鉆壓和扭矩狀態，以保持鉆頭處于穩定的破碎地層的工作狀態，同時能夠為鉆頭提供較高的軸向和切向沖擊功，實現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械鉆速。

本實用新型采用的技術方案是：一種旋轉鉆井全向沖擊提速工具，主要由中心體、外滑動沖擊機構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，將中心體內孔的鉆井液流體壓力傳遞至外滑動沖擊機構的壓力變換調節機構；

所述外滑動沖擊機構由沖擊頭、沖擊滑套、下碟簧組、浮動環、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、滑動閥、上碟簧組組成外滑動沖擊機構的壓力變換調節機構，驅動沖擊頭、沖擊滑套沿中心體做軸向往復運動，沖擊頭運動至下端時，將擊打下接頭上的沖擊結合面，沖擊頭上的沖擊結合面為旋升角為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合面，將沖擊頭的沖擊功，轉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現，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的扭矩頭。

更進一步地，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現，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的中心體。

更進一步地，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現，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的扭矩頭。

更進一步地，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現，鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值的中心體。

更進一步地，所述中心體為上部與鉆具連接，內孔保持鉆井液流通，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。

更進一步地，所述外滑動沖擊機構為在中心體內孔的鉆井液流體壓力驅動下，通過其上的壓力變換調節機構，驅動沖擊滑套沿中心體上下往復運動沖擊浮動式傳遞頭的外滑動沖擊機構。

更進一步地，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。

更進一步地，所述中心體為上部與鉆具連接，內孔保持鉆井液流通，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。

更進一步地，所述外滑動沖擊機構為在中心體內孔的鉆井液流體壓力驅動下，通過其上的壓力變換調節機構，驅動沖擊滑套沿中心體上下往復運動沖擊浮動式傳遞頭的外滑動沖擊機構。

更進一步地，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。

本實用新型的優點：

本實用新型對井下工作鉆頭同時產生的全向沖擊作用，較好的穩定井下工作鉆頭上的鉆壓和扭矩工作參數，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械鉆速，進一步提高深井鉆井效率。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。

圖1是本實用新型實施例的總體結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的沖擊頭結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例的沖擊頭結構展開示意圖；

圖4是本實用新型實施例的扭矩滑套結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例的扭矩滑套結構展開示意圖。

附圖標記：

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，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。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參考圖1至圖5,如圖1至圖5所示的一種旋轉鉆井全向沖擊提速工具，主要由中心體、外滑動沖擊機構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，將中心體內孔的鉆井液流體壓力傳遞至外滑動沖擊機構的壓力變換調節機構；

所述外滑動沖擊機構由沖擊頭2、沖擊滑套4、下碟簧組10、浮動環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13、滑動閥18、上碟簧組20組成外滑動沖擊機構的壓力變換調節機構，驅動沖擊頭2、沖擊滑套4沿中心體做軸向往復運動，沖擊頭2運動至下端時，將擊打下接頭1上的沖擊結合面，沖擊頭2上的沖擊結合面為旋升角為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合面，將沖擊頭2的沖擊功，轉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現。鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值。旋升角的變化，可以實現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現。鍵和配合槽的旋升角為5-15度間一固定值。旋升角的變化，可以實現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。

所述外滑動沖擊機構，在中心體內孔的鉆井液流體壓力驅動下，通過其上的壓力變換調節機構，驅動沖擊滑套4沿中心體上下往復運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，可以實現對外滑動套沖擊功在鉆頭軸向和切向的分配比例。

當鉆頭到達井底時，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內孔的鉆井液流體壓力傳遞進入滑動閥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連通關閉。沖擊滑套4繼續上行至滑動閥18內的流體壓力下降，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內孔的鉆井液流體壓力傳遞進入滑動閥18，繼續推動沖擊滑套4上行，形成沖擊滑套4的上、下往復運動。

當鉆遇中硬和硬地層時，將本實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為：鉆頭+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。按照鉆井設計要求的鉆井參數，采用旋轉鉆井或井下馬達動力鉆井的方式進行鉆井作業。

本實用新型對井下工作鉆頭同時產生的全向沖擊作用，較好的穩定井下工作鉆頭上的鉆壓和扭矩工作參數，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械鉆速，進一步提高深井鉆井效率。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。