一种钻井工具的制作方法

本申请涉及井下作业，尤其涉及一种钻井工具。

背景技术：

1、目前，根据超高频激振力实施方式的不同，井下高频冲击钻井工具分为高压流体射流激振类工具和井下电磁激励类工具。

2、高压流体射流激振类工具通过机械结构将高压钻井液压力势能转换为高频冲击能量，能形成可靠、连续、稳定的高频冲击力输出，其冲击力频率不会太高，一般在1khz以下。井下电磁激励类工具通过井下永磁线圈、电缆及压电陶瓷等将电能转化为机械能，可实现10khz的高频冲击。前述两类井下工具分别适用于不同场合，因此无论是高压流体射流激振类工具还是井下电磁激励类工具，均应用场景单一，功能相对受限。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种钻井工具，可以根据应用场景调整工作模式，从而以不同作业原理向外提供不同频率的高频冲击，满足不同应用场景下的作业需求。

2、为实现上述目的，本申请提供一种钻井工具，包括第一空腔、第二空腔、设于第一空腔内的高压流体射流激振组件和设于第二空腔内的电磁激励组件；电磁激励组件包括冲击块、永磁铁、磁调制器以及用于锁定冲击块和第二空腔的锁紧部，冲击块可移动地装设于第二空腔内，永磁铁和磁调制器分别填塞第二空腔的两端，永磁铁和磁调制器二者分别设于冲击块的移动方向的两端。

3、在一些实施例中，还包括第一筒体和套设第一筒体的第二筒体；第一空腔设于第一筒体，第二空腔设于第一筒体和第二筒体之间；第一筒体的轴向两端设有用于分别连接钻杆和钻头的接头空腔，第一空腔与两个接头空腔连通。

4、在一些实施例中，第二筒体内设有多个第二空腔，全部第二空腔环列分布；电磁激励组件包括一个呈环状的磁调制器和多个冲击块；全部冲击块一一对应设置于全部第二空腔内，全部冲击块均与磁调制器对应分布。

5、在一些实施例中，电磁激励组件还包括多个楔形限位块，全部楔形限位块一一对应设于全部第二空腔内；冲击块在第二空腔的第一端和第二端之间移动，楔形限位块的厚度自第二空腔的第一端向第二端渐增，冲击块的一侧表面与楔形限位块的楔面滑动贴合；锁紧部包括紧固件，紧固件用于自第二筒体和楔形限位块的第二端穿入并挤压冲击块。

6、在一些实施例中，任一楔形限位块靠近对应的第二空腔的外侧；第一筒体紧邻全部第二空腔的内侧。

7、在一些实施例中，电磁激励组件还包括缓冲件；磁调制器包括朝向第二空腔的作业面，缓冲件覆盖作业面。

8、在一些实施例中，缓冲件具体为缓冲碟簧。

9、在一些实施例中，高压流体射流激振组件包括液压高频发生器和变幅控制杆；两个接头空腔包括用于连接钻杆的第一接头空腔和用于连接钻头的第二接头空腔，液压高频发生器设于第一接头空腔和第一空腔之间，变幅控制杆沿第一空腔的中心轴线分布。

10、在一些实施例中，第一接头空腔和第二接头空腔均设置为母扣空腔。

11、在一些实施例中，高压流体射流激振组件还包括衬套；衬套包裹变幅控制杆。

12、相对于上述背景技术，本申请所提供的钻井工具包括第一空腔、第二空腔、设于第一空腔内的高压流体射流激振组件和设于第二空腔内的电磁激励组件；电磁激励组件包括冲击块、永磁铁、磁调制器以及用于锁定冲击块和第二空腔的锁紧部，冲击块可移动地装设于第二空腔内，永磁铁和磁调制器分别填塞第二空腔的两端，永磁铁和磁调制器二者分别设于冲击块的移动方向的两端。

13、本申请所提供的钻井工具可以根据不同作业场景为井下作业提供不同的冲击频率：对井下工具的冲击频率要求较低时，可以仅启动第一空腔内的高压流体射流激振组件，仅依靠钻井液高压冲击带动钻井工具内的冲击系统轴向往复运动，从而向钻头提供1khz以下的高频冲击波输出；对井下工具的冲击频率要求较高时，可以同时启动第一空腔内的高压流体射流激振组件和第二空腔内的电磁激励组件，通过电磁激励方式和高压流体冲击方式组合方式向钻头提供5khz～10khz的超高频冲击波输出。

14、综上，本申请所提供的钻井工具可以根据应用场景的不同需求调整高压流体射流激振组件和电磁激励组件的运行状态，从而改变该钻井工具的工作模式，对外产生不同频率的冲击波输出，解决现场难钻地层钻井效率差、现有超高频井下工具应用场景单一的问题。

技术特征：

1.一种钻井工具，其特征在于，包括第一空腔(1)、第二空腔(2)、设于所述第一空腔(1)内的高压流体射流激振组件(3)和设于所述第二空腔(2)内的电磁激励组件(4)；所述电磁激励组件(4)包括冲击块(41)、永磁铁(42)、磁调制器(43)以及用于锁定所述冲击块(41)和所述第二空腔(2)的锁紧部，所述冲击块(41)可移动地装设于所述第二空腔(2)内，所述永磁铁(42)和所述磁调制器(43)分别填塞所述第二空腔(2)的两端，所述永磁铁(42)和所述磁调制器(43)二者分别设于所述冲击块(41)的移动方向的两端。

2.根据权利要求1所述的钻井工具，其特征在于，还包括第一筒体(5)和套设所述第一筒体(5)的第二筒体(7)；所述第一空腔(1)设于所述第一筒体(5)，所述第二空腔(2)设于所述第一筒体(5)和所述第二筒体(7)之间；所述第一筒体(5)的轴向两端设有用于分别连接钻杆和钻头的接头空腔，所述第一空腔(1)与两个所述接头空腔连通。

3.根据权利要求2所述的钻井工具，其特征在于，所述第二筒体(7)内设有多个所述第二空腔(2)，全部所述第二空腔(2)环列分布；所述电磁激励组件(4)包括一个呈环状的所述磁调制器(43)和多个所述冲击块(41)；全部所述冲击块(41)一一对应设置于全部所述第二空腔(2)内，全部所述冲击块(41)均与所述磁调制器(43)对应分布。

4.根据权利要求3所述的钻井工具，其特征在于，所述电磁激励组件(4)还包括多个楔形限位块(44)，全部所述楔形限位块(44)一一对应设于全部所述第二空腔(2)内；所述冲击块(41)在所述第二空腔(2)的第一端和第二端之间移动，所述楔形限位块(44)的厚度自所述第二空腔(2)的第一端向第二端渐增，所述冲击块(41)的一侧表面与所述楔形限位块(44)的楔面滑动贴合；所述锁紧部包括紧固件(45)，所述紧固件(45)用于自所述第二筒体(7)和所述楔形限位块(44)的第二端穿入并挤压所述冲击块(41)。

5.根据权利要求4所述的钻井工具，其特征在于，任一所述楔形限位块(44)靠近对应的所述第二空腔(2)的外侧；所述第一筒体(5)紧邻全部第二空腔(2)的内侧。

6.根据权利要求2所述的钻井工具，其特征在于，所述电磁激励组件(4)还包括缓冲件(46)；所述磁调制器(43)包括朝向所述第二空腔(2)的作业面，所述缓冲件(46)覆盖所述作业面。

7.根据权利要求6所述的钻井工具，其特征在于，所述缓冲件(46)具体为缓冲碟簧。

8.根据权利要求2至7任一项所述的钻井工具，其特征在于，所述高压流体射流激振组件(3)包括液压高频发生器(31)和变幅控制杆(32)；两个所述接头空腔包括用于连接钻杆的第一接头空腔(61)和用于连接钻头的第二接头空腔(62)，所述液压高频发生器(31)设于所述第一接头空腔(61)和所述第一空腔(1)之间，所述变幅控制杆(32)沿所述第一空腔(1)的中心轴线分布。

9.根据权利要求8所述的钻井工具，其特征在于，所述第一接头空腔(61)和所述第二接头空腔(62)均设置为母扣空腔。

10.根据权利要求8所述的钻井工具，其特征在于，所述高压流体射流激振组件(3)还包括衬套(33)；所述衬套(33)包裹所述变幅控制杆(32)。

技术总结本申请公开了一种钻井工具，包括第一空腔、第二空腔、设于第一空腔的高压流体射流激振组件和设于第二空腔的电磁激励组件；电磁激励组件包括冲击块、永磁铁、磁调制器以及用于锁定冲击块和第二空腔的锁紧部，冲击块可移动地装设于第二空腔，永磁铁和磁调制器分别填塞第二空腔的两端，永磁铁和磁调制器分别设于冲击块的移动方向的两端。钻井工具可根据应用场景的不同需求调整高压流体射流激振组件和电磁激励组件的运行状态，对井下工具的冲击频率要求较低时，可仅启动高压流体射流激振组件，对井下工具的冲击频率要求较高时，可同时启动高压流体射流激振组件和电磁激励组件，解决现场难钻地层钻井效率差及现有超高频井下工具应用场景单一的问题。技术研发人员：张伟强,曹继飞,李成,席境阳,毕研涛,夏文安受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务股份有限公司技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/23