冲击器应用说明14.3.9.doc

YSC-178液动射流冲击器 应用规程 中国石油化工股份有限公司 石油工程技术研究院 北京市朝阳区北辰东路8号北辰时代大厦 一、 YSC-178型液动射流式冲击器工作原理及结构参数 1、YSC-178型液动射流式冲击器结构及工作原理 液动射流式冲击器主要有三个机构组成。如图1为射流式冲击器的结构示意图，包括控制机构Ⅰ、动力机构Ⅱ、功率传递机构Ⅲ。上下接头1、9分别同钻铤和钻头连接。下钻到底建立钻井液循环,此时冲击器对钻头产生冲击。钻压和扭矩经钻铤通过冲击器筒体和砧子传递给钻头。砧子可以在八方套内上下滑动。在与元件连接的压盖上设计有分流孔,使流体的一部分不参与冲击器工作,流体分流后直接参与井内循环。射流式冲击器工作原理为:钻井液通过射流元件2的喷嘴喷出，在附壁作用及流体控制下，如先附壁于C侧，钻井液由C通道进入缸体3的上腔， 活塞受向下的力，当活塞到达缸体下死点时，停止运行， 缸体上腔压力瞬间增高，讯号反馈回至D通道(控制孔)，促使射流由C通道切换到E通道， 钻井液经E进入缸体下腔，推动活塞向上运动，当活塞运行至上死点时， 缸体下腔压力瞬间增高，讯号反馈回至F通道(控制孔)，促使射流由E通道切换到C通道， 钻井液进入缸体上腔，推动活塞向下运动，如此活塞产生往复运动，与活塞连接的冲锤5便冲击砧子7，砧子通过八方套与下接头连接(下接头连接钻头) ，完成一次冲击，能量以应力波的形式传给钻头。 当活塞向上运行时，上腔流体由C通道流入B通道(排出孔)；当活塞向下运行时，下腔钻井液由E通道也流到B通道(排出孔)，再经与排出孔连通的水道、外筒的腔体、砧子内的孔道流经钻头冲冼孔底后由环空返回地面。 2、液动射流式冲击器特点 （1）射流式冲击器无论从理论上分析还是室内试验都表明，其不受井深引起的围压的影响，且在任何情况下，钻井液均可保持正常循环。 （2）液动射流式冲击器除活塞冲锤外，无其它运动零件，也没有阀及弹簧等易损件，因而其工作可靠，使用寿命较长。 （3）液动射流式冲击器的设计特点是性能参数可以大幅度调整，使用时可根据地层特点、钻头类型及钻井规程等条件调整冲击器的性能参数。调整方法有三种： ①通过改变分流压盖的分流孔的尺寸改变冲击器性能，分流孔增大，则冲击力、冲击功、冲击频率均减小；反之则冲击力、冲击功、冲击频率均增大； ② 通过改变冲击器的行程调整冲击器性能参数，增大或减小行程，冲击力、冲击功相应增加或减小、而冲击频率则减小或增大； ③ 通过改变冲锤的质量调整冲击器性能参数，锤重增加或减小，冲击力、冲击功均增大或减小，而冲击频率则减小或增大。 （4）液动射流式冲击器设计了防空打机构，当冲击器悬空或提离井底时，砧子向下滑动，活塞随着下滑，活塞圆柱面封住了缸体的下腔进水通道，冲击器即不工作，避免了下钻、循环等非正常钻进状态下冲击器作无用功。 （5）通过合理地选配冲击器的结构参数，以匹配地层与钻头，提高钻进效率及延长钻头的使用寿命。 3、主要结构及技术参数 表1 冲击器结构性能参数 序号 技术参数 参数值 1 适用井眼直径/mm 215.9 2 冲击器外径mm 178 3 冲击器长度mm 2613 4 上接头母扣扣型 4-1/2″IF(410) 5 下接头母扣扣型 4-1/2″REG(430) 6 钻井液排量二、冲击器现场应用规范 1、冲击器适用范围 影响旋冲钻进效率的主要参数有：钻压、排量、转速、冲击频率、冲击功等。不同地层、不同岩性，起主导作用的因素亦不相同。钻进前必须根据岩石性质选择合理的冲击器工作性能参数。 钻进软、塑性岩层(如泥灰岩地层等)时，破碎岩石以切削为主，钻压应稍大一些，使钻头与岩石紧密接触，有利于提高两次冲击间切削破碎效率。转数也可稍高一些，实现低冲击功、高冲击频率； 钻进硬或研磨性较强的岩层时，以冲击压碎为主，转数不宜过高，在硬地层中岩屑颗粒较大，应适当开大排量，实现大冲击功、低频率； 冲击功和频率在现场可通过改变冲锤冲程及泥浆泵排量进行调整； 在一般情况下，钻井参数可不做变化，保持正常旋转钻井参数。 冲击器正常工作需要施加一个最低钻压，该钻压为冲击器正常工作的临界钻压，冲击器正常钻进时钻压应控制在60-80KN左右。 2、冲击器操作规程 2.1冲击器使用要点 （1）冲击器由旋冲钻井工程师亲自在现场指导组装和地面测试。冲击器入井前在井口以正常钻进排量的60%以内进行启动试验，并记录准确的立管压力和排量； （2）全程使用钻杆滤清器，以防冲击器流道和钻头水眼堵塞； （3）每下钻25-30柱，要向钻具内灌满泥浆一次；灌浆要用小排量（小于正常排量的60%）； （4）下钻遇阻不超过50kN，上下活动钻具无效时，应开单泵循环，慢慢划眼通过，不得强下；尽量避免用划眼； （5）钻头距井底5.0m 时开泵循环，井口有钻井