石油钻井用液动冲击器研究现状及发展趋势

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1 目前石油钻井用液动冲击器的研究现状1.1 YZX-127型高冲击功液动冲击器

由我国国土资源部勘探技术研究所研制的YZX-127型液动冲击器是一种双作用的阀式冲击器。它使用了机械师储能变流装置是一种新型的装置设备，能够让回程冲击降低并且在均匀流量的情况下让液动冲击器的能量利用率得到显著提高。这样就可以让单次冲击功率得到提高。它的结构性能参数是：钻井直径为136-158mm，工作压力2.7~7.0MPa，质量为120kg，冲击频率是8-15Hz。

这个型号的冲击器目前已经进行了室内试验和调试并制作出了样机进行展示推广，并且近期在7-8级花岗岩样钻进试验中已经获得了成功，还对x136硬质合金球齿钻头进行了试验，同样获得了最高钻速6m/h的好成绩。

1.2 XC型液力冲击器

大庆油田钻井研究所自行研究设计的XC型液动冲击器目前正处在研制阶段中，已经对XC-178和XC-82这两种型号的冲击器进行了样机的加工和优化设计，而XC-82型液动冲击器更是对室内测试工作已经到了完成阶段。这两种液动冲击器都是双作用类型的阀式冲击器，和国内同类型的冲击器有着类似的工作原理，它的主要特性是结构简单只由8个零件构成整个主体；并且有很可靠的密封性，有较长的使用寿命，因为采用活塞密封环对于摩擦的阻力也大大降低；能够有较大的单次冲击动力。

1.3 YSC-178型液动射流式冲击器

由长春科技大学独立研发的YSC-178型液动射流式冲击器的工作原理是通过对活塞冲锤的上下运动进行控制，具有运动部件较少、结构较为简单的特点。它除了活塞冲锤之外，并没有其余运动的零件，所以具有很长的使用寿命。这种冲击器不会被围压和井深影响，能够大范围的在深井石油钻井工作中被推广。目前长春科技大学已经研发出6套样机，并不断在此基础上进行试验测试，都获得了较好的成绩，已经出口了美国两套钻具。

2 研究方向及发展趋势

在深井油气钻井中使用液动冲击器存在如下几个困难：第一，深井工作中冲击器没办法保持稳定的工作状态；第二，连续工作会让冲击器的使用寿命严重

缩短；第三，对液动冲击器的单次冲击能进行提高，是目前技术的瓶颈。从当前国内外的液动冲击器类型来看，阀式冲击器应该把主要研发方向放在深井工作的稳定性和提高使用寿命这两个关键点上。又因为阀式冲击器有比较复杂的工作性能参数调节方式，不容易进行现场作业，所以未来也要在提高现场作业便捷性进行研发。而射流式冲击器要对如果降低冲击器的工作压降进行深度钻研，这样才能让射流原件的工作寿命得到有效提高。

石油钻井用的液动冲击器主要研究方向和发展趋势如下：第一，将冲击器的直径扩大化并发展成系列化品牌，这样就能对石油钻井硬岩钻井难的问题进行改善和解决；第二，要让冲击器能够适应3000m 以下的深度作业环境，这样才能满足找寻深部隐伏矿床工作的需求；第三，让钻井工艺变得多种多样，把牙轮钻头、硬质合金固定球齿钻头、冲击器与PDC钻头进行完美融合，这样就可以让冲击器对不同钻井设备和不同地层状况都能够适应；第四，让冲击器从小的单次冲击功转化成大的单次冲击功，就能符合大体积碎岩的需求，进而对硬岩钻井效率进行有效提升；第五，在钻进深度不断加大、钻井直径不断拓宽的情况下，一定要让冲击器的冲击能量也获得大步提升，与此同时钻井泵的压力和排量也要获得对应增加，这样才能满足冲击器的排屑需求和工作要求，并且从传统的人工类比方式向计算机辅助设计方式进行转变。

3 结束语

文章对液动冲击器的性能参数和工作机理进行了详细探析，并且对各类型的冲击器都进现状都进行了汇总描述，对其发展趋势给出了一定建议，以期能够给实际对液动冲击器的研究提供一定参考依据。

参考文献 

[1]付加胜，李根生，田守增，等.液动冲击钻井技术发展与应用现状[J].魅力中国，2013 （5） ：307-307.

[2]刘甫.液动冲击旋转钻井技术在石油钻井中的应用解析[J].中国化工贸易，2014 （9）.

作者简介

王佳（1984-），男，学历：本科，职称：工程师，研究方向：钻井工程。

石油钻井用液动冲击器研究现状及发展趋势

王佳 董洪铎

中国石油集团渤海钻探第一钻井公司 天津 300280

摘要：目前使用的传统牙轮钻头一般配套使用PDC的喷射井钻和钻头等设备，所以在遇到硬地层时钻的硬度不够导致钻井效率不高让周期变得较长。文章对目前液动冲击器的技术进行探析，总结其现状和特点，并对后续发展方向提出了一点建议。

关键词：石油钻井 液动冲击器 趋势