CN119801391B - 脉冲射流旋冲钻井工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脉冲射流旋冲钻井工具，包括第一接头组件、壳体组件、脉冲组件、叶轮组件和第二接头组件，第一接头组件具有第一流道；壳体组件与第一接头组件连接，壳体组件具有与第一流道连通的第二流道；脉冲组件的至少一部分活动设置在第二流道的内部并能够沿壳体组件的轴向运动和/或相对壳体组件转动；叶轮组件设置在第一流道的内部，以使第一流道内的钻井液间歇性地通过叶轮组件并冲击脉冲组件；第二接头组件的至少一部分设置在第二流道的内部并位于脉冲组件远离第一接头组件的一端，脉冲组件能够为第二接头组件提供轴向和/或周向作用力。本发明解决了现有技术中的静载荷破岩方式钻井效率低的问题。

Description

脉冲射流旋冲钻井工具

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发技术领域，具体而言，涉及一种脉冲射流旋冲钻井工具。

背景技术

现有技术中，传统的石油钻井工具通常是采用静载荷破岩方式进行钻井，静载荷破岩方式是通过静钻压实现对井底钻头的压持作用，钻头上仅承载及传递静载荷，钻头上的切削齿吃入岩石的能力较弱，影响石油天然气勘探开发钻井的效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种脉冲射流旋冲钻井工具，以解决现有技术中的静载荷破岩方式钻井的效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种脉冲射流旋冲钻井工具，包括第一接头组件、壳体组件、脉冲组件、叶轮组件和第二接头组件，其中，第一接头组件具有第一流道；壳体组件与第一接头组件连接，壳体组件具有与第一流道连通的第二流道；脉冲组件的至少一部分活动设置在第二流道的内部并能够沿壳体组件的轴向运动和/或相对壳体组件转动；叶轮组件设置在第一流道的内部，以使第一流道内的钻井液间歇性地通过叶轮组件并冲击脉冲组件；第二接头组件的至少一部分设置在第二流道的内部并位于脉冲组件远离第一接头组件的一端，第二接头组件具有与第二流道连通的第三流道，且脉冲组件能够为第二接头组件提供轴向和/或周向作用力。

进一步地，第一流道靠近壳体组件的一端具有变径段，且第一流道的直径沿靠近壳体组件的方向减小。

进一步地，第一流道靠近壳体组件的一端的内侧壁具有第一台阶面，以使第一流道的直径沿靠近壳体组件的方向减小。

进一步地，叶轮组件包括叶轮本体，叶轮本体可转动地设置在第一流道的内部，且叶轮本体的轴向与第一流道的长度方向相互垂直。

进一步地，叶轮组件还包括导流体和叶轮座，其中，导流体设置在叶轮本体远离脉冲组件的一侧，导流体具有导流斜面，以使流经导流斜面的钻井液能够沿叶轮本体的切线方向冲击叶轮本体；和/或叶轮座与第一接头组件连接，且叶轮本体可转动地设置在叶轮座上。

进一步地，脉冲组件包括传压杆和旋翼冲锤，其中，传压杆活动设置在第二流道的内部并能够沿壳体组件的轴向运动；旋翼冲锤与传压杆远离叶轮组件的一端连接，且旋翼冲锤的周向侧壁具有多个沿第二流道的长度方向螺旋设置的旋翼，当第二流道内的钻井液冲击旋翼时，旋翼冲锤带动传压杆转动。

进一步地，脉冲射流旋冲钻井工具还包括复位件和轴承组件，复位件套设在传压杆远离旋翼冲锤的一端，复位件的两端分别与轴承组件和壳体组件抵接，传压杆远离旋翼冲锤的一端具有搭接凸缘，搭接凸缘与轴承组件抵接，且第一流道内的钻井液进入第二流道后能够冲击搭接凸缘以使传压杆沿壳体组件的轴向运动。

进一步地，壳体组件包括中间接头和壳体本体，其中，复位件与中间接头抵接，且传压杆远离旋翼冲锤的一端设置在中间接头的内部；壳体本体通过中间接头与第一接头组件连接，且第二接头组件远离脉冲组件的一端伸出壳体本体。

进一步地，第二流道包括第一连通段和第二连通段，第一连通段与第一流道连通，第二连通段与第三流道连通，传压杆的至少一部分设置在第一连通段和第二连通段之间并将第一连通段和第二连通段分隔，传压杆的内部具有第一子流道，第一子流道的两端分别与第一连通段和第二连通段连通。

进一步地，传压杆靠近第二连通段的周向侧壁具有出液孔，第一子流道通过出液孔与第二连通段连通。

进一步地，旋翼与第二流道的内壁之间具有旋转间隙。

进一步地，第二接头组件包括锤座和接头部，其中，脉冲组件能够为锤座提供轴向和/或周向作用力；接头部与锤座远离脉冲组件的一端连接，且接头部具有第三流道。

进一步地，第三流道包括第三连通段和第四连通段，第三连通段与第二流道连通，脉冲射流旋冲钻井工具还包括防掉接头，防掉接头的一端位于壳体组件的内部，防掉接头的另一端伸出壳体组件，接头部具有第四连通段的部分穿过防掉接头。

进一步地，接头部包括防掉轴和下接头，其中，防掉轴具有第三连通段并与锤座连接；下接头具有第四连通段并与防掉轴连接，防掉接头具有供下接头穿过的通孔，防掉轴的外径大于通孔的内径，且防掉接头的内壁具有第二台阶面，下接头具有与第二台阶面配合的卡接面。

应用本发明的技术方案，通过将脉冲射流旋冲钻井工具，包括第一接头组件、壳体组件、脉冲组件、叶轮组件和第二接头组件，第一接头组件具有第一流道；壳体组件与第一接头组件连接，壳体组件具有与第一流道连通的第二流道；脉冲组件的至少一部分活动设置在第二流道的内部并能够沿壳体组件的轴向运动和相对壳体组件转动；叶轮组件设置在第一流道的内部，以使第一流道内的钻井液间歇性地通过叶轮组件并冲击脉冲组件；第二接头组件的至少一部分设置在第二流道的内部并位于脉冲组件远离第一接头组件的一端，第二接头组件具有与第二流道连通的第三流道，且脉冲组件能够为第二接头组件提供轴向和周向作用力。

本发明中的叶轮组件使第一流道内的钻井液产生周期性变化的射流压力，间歇性地冲击脉冲组件，脉冲组件能够沿壳体组件的轴向运动和相对壳体组件转动，从而使脉冲组件间歇性地旋转冲击第二接头组件，对第二接头组件产生旋冲载荷，该旋冲载荷导入井底钻头，在钻头上产生的旋冲载荷用于破碎岩石，使岩石表面的裂纹或裂隙持续扩展，降低岩石的机械强度，提高井底岩石的体积破碎效率，从而极大地提高了井底岩石的破碎效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的脉冲射流旋冲钻井工具的剖面结构示意图；

图2示出了图1中的脉冲射流旋冲钻井工具的第一接头组件和叶轮组件的剖面结构示意图；

图3示出了图1中的脉冲射流旋冲钻井工具的壳体组件、复位件和轴承组件的剖面结构示意图；

图4示出了图1中的脉冲射流旋冲钻井工具在A位置处的剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一接头组件；11、第一流道；12、变径段；121、第一台阶面；13、上接头；131、喇叭口；132、内缩段；133、容纳腔；

20、壳体组件；21、第二流道；211、第一连通段；212、第二连通段；22、中间接头；23、壳体本体；

30、脉冲组件；31、传压杆；311、搭接凸缘；312、第一子流道；313、出液孔；32、旋翼冲锤；321、旋翼；

40、叶轮组件；41、叶轮本体；411、叶轮轴；412、叶片；42、导流体；421、导流斜面；43、叶轮座；

50、第二接头组件；51、第三流道；511、第三连通段；512、第四连通段；52、锤座；53、接头部；531、防掉轴；5311、流通孔；532、下接头；5321、卡接面；

60、复位件；70、轴承组件；80、防掉接头；81、通孔；82、第二台阶面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的静载荷破岩方式的钻井效率较低的问题，本发明提供了一种脉冲射流旋冲钻井工具。

如图1至4所示，脉冲射流旋冲钻井工具包括第一接头组件10、壳体组件20、脉冲组件30、叶轮组件40和第二接头组件50，其中，第一接头组件10具有第一流道11；壳体组件20与第一接头组件10连接，壳体组件20具有与第一流道11连通的第二流道21；脉冲组件30的至少一部分活动设置在第二流道21的内部并能够沿壳体组件20的轴向运动和相对壳体组件20转动；叶轮组件40设置在第一流道11的内部，以使第一流道11内的钻井液间歇性地通过叶轮组件40并冲击脉冲组件30；第二接头组件50的至少一部分设置在第二流道21的内部并位于脉冲组件30远离第一接头组件10的一端，第二接头组件50具有与第二流道21连通的第三流道51，且脉冲组件30能够为第二接头组件50提供轴向和周向作用力。

本发明中的叶轮组件40使第一流道11内的钻井液产生周期性变化的射流压力，间歇性地冲击脉冲组件30，脉冲组件30能够沿壳体组件20的轴向运动和相对壳体组件20转动，从而使脉冲组件30间歇性地旋转冲击第二接头组件50，对第二接头组件50产生旋冲载荷，该旋冲载荷导入井底钻头，在钻头上产生的旋冲载荷用于破碎岩石，使岩石表面的裂纹或裂隙持续扩展，降低岩石的机械强度，提高井底岩石的体积破碎效率，从而极大地提高了井底岩石的破碎效率。

如图1和图2所示，第一流道11靠近壳体组件20的一端具有变径段12，且第一流道11的直径沿靠近壳体组件20的方向减小。这样，第一流道11在变径段12内的部分可形成振荡腔，振荡腔的共振作用将经过叶轮组件40的钻井液的脉动压力幅值进行放大，从而增大叶轮组件40对第二接头组件50的冲击力。

如图2所示，第一流道11靠近壳体组件20的一端的内侧壁具有第一台阶面121，以使第一流道11的直径沿靠近壳体组件20的方向减小。这样，钻井液在第一流道11内冲击第一台阶面121，使钻井液在变径段12的振荡腔内产生共振。

优选地，在本实施例中，变径段12分为沿靠近壳体组件20的方向直径逐渐减小的三段，相邻的两段之间具有第一台阶面121。

如图2所示，叶轮组件40包括叶轮本体41，叶轮本体41可转动地设置在第一流道11的内部，且叶轮本体41的轴向与第一流道11的长度方向相互垂直。这样，钻井液冲击叶轮本体41，使叶轮本体41在第一流道11内发生旋转。

需要说明的是，在本实施例中，叶轮本体41包括叶轮轴411和多个叶片412，多个叶片412间隔排布在叶轮轴411的外周侧，钻井液流过叶轮本体41时，钻井液冲击叶片412使叶片412沿着叶轮轴411的轴心转动，叶轮本体41不断的旋转使流过第一流道11内的过流间隙间歇性地改变，使得连续流动的钻井液变成间歇性流动的钻井液，并产生周期性波动的脉动压力。

需要说明的是，在本实施例中，可通过调节叶轮本体41的设计参数，实现不同的脉动压力频率和强度幅值，调制出不同的冲击性能，从而适用于不同岩性的地层。

如图2所示，叶轮组件40还包括导流体42和叶轮座43，导流体42设置在叶轮本体41远离脉冲组件30的一侧，导流体42具有导流斜面421，以使流经导流斜面421的钻井液能够沿叶轮本体41的切线方向冲击叶轮本体41；叶轮座43与第一接头组件10连接，且叶轮本体41可转动地设置在叶轮座43上。这样，钻井液通过导流体42的导流斜面421导流进入叶轮本体41内，使叶轮组件40在第一流道11内进行旋转。

需要说明的是，在本申请中，第一接头组件10还包括上接头13，上接头13内具有第一流道11，上接头13具有依次连通的喇叭口131、内缩段132和容纳腔133，喇叭口131远离内缩段132的内径大于喇叭口131靠近内缩段132的内径，以方便钻井液通过喇叭口131流入脉冲射流旋冲钻井工具内，喇叭口131的内径大于内缩段132的内径，容纳腔133的内径大于内缩段132的内径，使容纳腔133与内缩段132之间形成阶梯面，导流体42、叶轮组件40和变径段12和沿轴向依次设置于上接头13的容纳腔133内，并通过上接头13与壳体组件20的螺纹连接实现轴向限位。

如图1和图3所示，脉冲组件30包括传压杆31和旋翼冲锤32，其中，传压杆31活动设置在第二流道21的内部并能够沿壳体组件20的轴向运动；旋翼冲锤32与传压杆31远离叶轮组件40的一端连接，且旋翼冲锤32的周向侧壁具有多个沿第二流道21的长度方向螺旋设置的旋翼321，当第二流道21内的钻井液冲击旋翼321时，旋翼冲锤32带动传压杆31转动。这样，传压杆31受到间歇性流动的钻井液的脉冲压力作用产生轴向力矩，并带动旋翼冲锤32沿其轴向往复运动，旋翼冲锤32的旋翼321在高速流动钻井液的冲击作用下产生周向力矩，并带动传压杆31沿其周向旋转运动，利用旋翼321与井底高速流动钻井液的相互作用产生扭矩的方式，保证脉冲组件30周期性地旋转冲击第二接头组件50，且对钻井液压力损耗较小。

优选地，传压杆31与旋翼冲锤32通过螺纹连接。

如图3所示，脉冲射流旋冲钻井工具还包括复位件60和轴承组件70，复位件60套设在传压杆31远离旋翼冲锤32的一端，复位件60的两端分别与轴承组件70和壳体组件20抵接，传压杆31远离旋翼冲锤32的一端具有搭接凸缘311，搭接凸缘311与轴承组件70抵接，且第一流道11内的钻井液进入第二流道21后能够冲击搭接凸缘311以使传压杆31沿壳体组件20的轴向运动。这样，当间歇性流动的钻井液从第一流道11流至第二流道21的过程中，钻井液冲击第二流道21内的搭接凸缘311，复位件60间歇性地压缩和释放，使传压杆31在第二流道21内沿其轴向往复运动，轴承组件70位于搭接凸缘311与复位件60之间，可减小传压杆31和旋翼冲锤32绕周向旋转时产生的摩擦力。

优选地，在本实施例中，复位件60为弹簧，传压杆31穿过弹簧的中心孔，且搭接凸缘311悬挂于轴承组件70和复位件60上，在脉冲压力作用下可沿轴向往复运动，周期性冲击脉冲组件30。优选地，轴承组件70为旋转轴承。

如图3所示，壳体组件20包括中间接头22和壳体本体23，其中，复位件60与中间接头22抵接，且传压杆31远离旋翼冲锤32的一端设置在中间接头22的内部；壳体本体23通过中间接头22与第一接头组件10连接，且第二接头组件50远离脉冲组件30的一端伸出壳体本体23。这样，脉冲组件30在壳体本体23内旋转冲击第二接头组件50，第二接头组件50伸出壳体本体23的一端与钻头连接，用于将第二接头组件50受到的旋冲载荷传递至钻头，以提高钻头破岩钻进的速度。

优选地，上接头13与中间接头22之间通过螺纹连接，中间接头22与壳体本体23之间通过螺纹连接。

如图3所示，第二流道21包括第一连通段211和第二连通段212，第一连通段211与第一流道11连通，第二连通段212与第三流道51连通，传压杆31的至少一部分设置在第一连通段211和第二连通段212之间并将第一连通段211和第二连通段212分隔，传压杆31的内部具有第一子流道312，第一子流道312的两端分别与第一连通段211和第二连通段212连通。这样，传压杆31内部的第一子流道312连通第一连通段211和第二连通段212，保证钻井液顺利地通过传压杆31传递至钻头，以保证钻头的正常工作。

如图3所示，传压杆31靠近第二连通段212的周向侧壁具有出液孔313，第一子流道312通过出液孔313与第二连通段212连通。这样，出液孔313将位于传压杆31内的第一子流道312导流至传压杆31外、壳体本体23内的第二连通段212，使位于第二连通段212内的旋翼321在流动钻井液的作用产生周向力矩，并沿旋翼冲锤32的周向旋转运动。

如图3所示，旋翼321与第二流道21的内壁之间具有旋转间隙。这样，旋翼321可以为旋翼冲锤32的轴向往复运动提供一定的导向和扶正作用，且旋转间隙的存在可以减小旋翼冲锤32与第二流道21的内壁之间的旋转摩擦力，以保证旋翼冲锤32轴向往复运动和转动的可靠性。

如图1和图4所示，第二接头组件50包括锤座52和接头部53，其中，脉冲组件30能够为锤座52提供轴向和周向作用力；接头部53与锤座52远离脉冲组件30的一端连接，且接头部53具有第三流道51。这样，脉冲组件30沿壳体组件20的轴向运动和相对壳体组件20转动，使脉冲组件30的旋翼冲锤32周期性地旋转冲击锤座52，使锤座52受到轴向力的作用及周向力的作用，并将该轴向载荷及周向载荷传递至接头部53及井底钻头。

需要说明的是，在本申请中，复位件60、轴承组件70、传压杆31、旋翼冲锤32和锤座52均沿轴向布置在中间接头22和壳体本体23内。

如图4所示，第三流道51包括第三连通段511和第四连通段512，第三连通段511与第二流道21连通，脉冲射流旋冲钻井工具还包括防掉接头80，防掉接头80的一端位于壳体组件20的内部，防掉接头80的另一端伸出壳体组件20，接头部53具有第四连通段512的部分穿过防掉接头80。这样，防掉接头80位于壳体组件20的内部的端面与接头部53靠近防掉接头80的端面可抵接限位，防止接头部53从脉冲射流旋冲钻井工具中脱离。

优选地，在本申请中，防掉接头80与壳体本体23之间通过螺纹连接。

如图4所示，接头部53包括防掉轴531和下接头532，其中，防掉轴531具有第三连通段511并与锤座52连接；下接头532具有第四连通段512并与防掉轴531连接，防掉接头80具有供下接头532穿过的通孔81，防掉轴531的外径大于通孔81的内径，且防掉接头80的内壁具有第二台阶面82，下接头532具有与第二台阶面82配合的卡接面5321。这样，防掉轴531的外径大于通孔81的内径，可构成台阶面配合，在锤座52受到旋翼冲锤32的冲击作用下或者钻头需要拔出井底岩石时，有效防止下接头532及与其连接的钻头掉落井底。防掉接头80的第二台阶面82与下接头532的卡接面5321配合，在钻头钻入井底岩石时，防止钻头缩回至脉冲射流旋冲钻井工具的内部，从而影响破碎效率。

优选地，在本实施例中，防掉轴531的周侧壁具有流通孔5311，第二流道21与第三连通段511通过流通孔5311连通。

需要说明的是，在本实施例中，防掉轴531和下接头532布置在防掉接头80和壳体本体23的内部。

脉冲射流旋冲钻井工具的工作过程大致如下：

本发明工具在实际使用过程中，下接头532直接与井底钻头连接，钻井液由上接头13的喇叭口131一端进入工具本体后，驱动叶片412绕叶轮轴411的轴心旋转，致使叶轮本体41与叶轮座43之间的间隙发生周期性改变，从而使连续流动的钻井液产生周期性的脉动压力，并在变径段12产生共振作用，将该脉动压力幅值进行放大。该脉动压力作用在螺纹连接的传压杆31和旋翼冲锤32上，使复位件60发生周期性压缩和变形恢复，带动旋翼冲锤32沿其轴向往复周期性运动，从而实现对锤座52的周期性的高速冲击作用。另外，在高速流动钻井液的驱动下，旋翼冲锤32上的旋翼321与钻井液的相互作用可产生沿其轴向的扭矩，从而使旋翼冲锤32绕自身轴线周向旋转。在高速冲击和周向扭矩的共同作用下，旋翼冲锤32可在锤座52上产生旋转冲击作用，该旋冲作用可通过防掉轴531和下接头532进一步传递至钻头，在井底上形成旋冲破岩的效果，可提高岩石的体积破碎效率，从而提高机械钻速。本发明工具采用叶轮式脉冲短节生成脉动压力，可通过调节叶轮组件40的参数实现不同的脉动压力频率和强度幅值，调制出不同的冲击性能，从而适用于不同岩性的地层；采用旋翼冲锤32的旋翼321输出力矩的方式所消耗的钻井液能量小且输出力矩大。因此，本发明工具具有输出参数可调、地层适用性广等特点。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明中的叶轮组件40使第一流道11内的钻井液产生周期性变化的射流压力，间歇性地冲击脉冲组件30，脉冲组件30能够沿壳体组件20的轴向运动和相对壳体组件20转动，从而使脉冲组件30间歇性地旋转冲击第二接头组件50，对第二接头组件50产生旋冲载荷，该旋冲载荷导入井底钻头，在钻头上产生的旋冲载荷用于破碎岩石，使岩石表面的裂纹或裂隙持续扩展，降低岩石的机械强度，提高井底岩石的体积破碎效率，从而极大地提高了井底岩石的破碎效率。

本发明结合了脉冲射流技术与井下旋转冲击钻井技术，采用叶轮组件40产生周期性变化的钻井液射流压力，该周期性变化的压力作用于复位件60使其周期性压缩和释放，从而使得旋翼冲锤32冲击锤座52，在旋翼冲锤32上设计了旋翼321，其在高速流动的钻井液的作用下形成旋转运动，从而实现在锤座52上施加旋冲载荷的目的，进一步通过将该旋冲载荷导入井底钻头，在钻头上产生旋冲载荷用于破碎岩石，极大地提高了井底岩石的破碎效率。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，包括：

第一接头组件（10），所述第一接头组件（10）具有第一流道（11）；

壳体组件（20），所述壳体组件（20）与所述第一接头组件（10）连接，所述壳体组件（20）具有与所述第一流道（11）连通的第二流道（21）；

脉冲组件（30），所述脉冲组件（30）的至少一部分活动设置在所述第二流道（21）的内部并能够沿所述壳体组件（20）的轴向运动和/或相对所述壳体组件（20）转动；

叶轮组件（40），所述叶轮组件（40）设置在所述第一流道（11）的内部，以使所述第一流道（11）内的钻井液间歇性地通过所述叶轮组件（40）并冲击所述脉冲组件（30）；

第二接头组件（50），所述第二接头组件（50）的至少一部分设置在所述第二流道（21）的内部并位于所述脉冲组件（30）远离所述第一接头组件（10）的一端，所述第二接头组件（50）具有与所述第二流道（21）连通的第三流道（51），且所述脉冲组件（30）能够为所述第二接头组件（50）提供轴向和/或周向作用力；

所述脉冲组件（30）包括：传压杆（31），所述传压杆（31）活动设置在所述第二流道（21）的内部并能够沿所述壳体组件（20）的轴向运动；旋翼冲锤（32），所述旋翼冲锤（32）与所述传压杆（31）远离所述叶轮组件（40）的一端连接，且所述旋翼冲锤（32）的周向侧壁具有多个沿所述第二流道（21）的长度方向螺旋设置的旋翼（321），当所述第二流道（21）内的所述钻井液冲击所述旋翼（321）时，所述旋翼冲锤（32）带动所述传压杆（31）转动。

2.根据权利要求1所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述第一流道（11）靠近所述壳体组件（20）的一端具有变径段（12），且所述第一流道（11）的直径沿靠近所述壳体组件（20）的方向减小。

3.根据权利要求2所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述第一流道（11）靠近所述壳体组件（20）的一端的内侧壁具有第一台阶面（121），以使所述第一流道（11）的直径沿靠近所述壳体组件（20）的方向减小。

4.根据权利要求1所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述叶轮组件（40）包括：

叶轮本体（41），所述叶轮本体（41）可转动地设置在所述第一流道（11）的内部，且所述叶轮本体（41）的轴向与所述第一流道（11）的长度方向相互垂直。

5.根据权利要求4所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述叶轮组件（40）还包括：

导流体（42），所述导流体（42）设置在所述叶轮本体（41）远离所述脉冲组件（30）的一侧，所述导流体（42）具有导流斜面（421），以使流经所述导流斜面（421）的所述钻井液能够沿所述叶轮本体（41）的切线方向冲击所述叶轮本体（41）；和/或

叶轮座（43），所述叶轮座（43）与所述第一接头组件（10）连接，且所述叶轮本体（41）可转动地设置在所述叶轮座（43）上。

6.根据权利要求1所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述脉冲射流旋冲钻井工具还包括复位件（60）和轴承组件（70），所述复位件（60）套设在所述传压杆（31）远离所述旋翼冲锤（32）的一端，所述复位件（60）的两端分别与所述轴承组件（70）和所述壳体组件（20）抵接，所述传压杆（31）远离所述旋翼冲锤（32）的一端具有搭接凸缘（311），所述搭接凸缘（311）与所述轴承组件（70）抵接，且所述第一流道（11）内的所述钻井液进入所述第二流道（21）后能够冲击所述搭接凸缘（311）以使所述传压杆（31）沿所述壳体组件（20）的轴向运动。

7.根据权利要求6所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述壳体组件（20）包括：

中间接头（22），所述复位件（60）与所述中间接头（22）抵接，且所述传压杆（31）远离所述旋翼冲锤（32）的一端设置在所述中间接头（22）的内部；

壳体本体（23），所述壳体本体（23）通过所述中间接头（22）与所述第一接头组件（10）连接，且所述第二接头组件（50）远离所述脉冲组件（30）的一端伸出所述壳体本体（23）。

8.根据权利要求1所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述第二流道（21）包括第一连通段（211）和第二连通段（212），所述第一连通段（211）与所述第一流道（11）连通，所述第二连通段（212）与所述第三流道（51）连通，所述传压杆（31）的至少一部分设置在所述第一连通段（211）和所述第二连通段（212）之间并将所述第一连通段（211）和所述第二连通段（212）分隔，所述传压杆（31）的内部具有第一子流道（312），所述第一子流道（312）的两端分别与所述第一连通段（211）和所述第二连通段（212）连通。

9.根据权利要求8所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述传压杆（31）靠近所述第二连通段（212）的周向侧壁具有出液孔（313），所述第一子流道（312）通过所述出液孔（313）与所述第二连通段（212）连通。

10.根据权利要求1所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述旋翼（321）与所述第二流道（21）的内壁之间具有旋转间隙。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述第二接头组件（50）包括：

锤座（52），所述脉冲组件（30）能够为所述锤座（52）提供轴向和/或周向作用力；

接头部（53），所述接头部（53）与所述锤座（52）远离所述脉冲组件（30）的一端连接，且所述接头部（53）具有所述第三流道（51）。

12.根据权利要求11所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述第三流道（51）包括第三连通段（511）和第四连通段（512），所述第三连通段（511）与所述第二流道（21）连通，所述脉冲射流旋冲钻井工具还包括防掉接头（80），所述防掉接头（80）的一端位于所述壳体组件（20）的内部，所述防掉接头（80）的另一端伸出所述壳体组件（20），所述接头部（53）具有所述第四连通段（512）的部分穿过所述防掉接头（80）。

13.根据权利要求12所述的脉冲射流旋冲钻井工具，其特征在于，所述接头部（53）包括：

防掉轴（531），所述防掉轴（531）具有所述第三连通段（511）并与所述锤座（52）连接；

下接头（532），所述下接头（532）具有所述第四连通段（512）并与所述防掉轴（531）连接，所述防掉接头（80）具有供所述下接头（532）穿过的通孔（81），所述防掉轴（531）的外径大于所述通孔（81）的内径，且所述防掉接头（80）的内壁具有第二台阶面（82），所述下接头（532）具有与所述第二台阶面（82）配合的卡接面（5321）。