索忠伟

(中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，北京 100101)

旋冲钻井技术是当前解决硬岩钻进难题最有效的方法之一，采用该技术，可使油气田勘探钻井平均钻进效率提高20%～100%，在硬地层效果更为显著，钻井成本下降20%～50%[1-2]。

旋冲钻井技术的主要载体是能够产生高频动载的液动冲击器，在常规回转钻井的基础上，增加冲击作用，加速井底岩石的破碎，进而提高破岩效率[3-5]。射流式冲击器是液动冲击器的一种，在垂直井中应用已取得了良好的提速效果，并已开始逐步得到推广应用。在水平井中应用其工作寿命和提速效果还需进一步开展现场试验验证。

1 射流式冲击器工作原理及特点

1.1 射流式冲击器工作原理

射流式冲击器工作原理[3-5]如图1所示。当高压流体流经射流元件时，从射流元件喷嘴A喷出，基于射流附壁原理从射流元件喷嘴高速喷出后随机附壁射流元件的左侧或右侧，假如射流先附壁于右侧，高速附壁射流由输出道E进入活塞缸体上腔H，推动活塞I与活塞连接的冲锤K一起下行，直到撞击到砧子M端面，产生对砧子的冲击。砧子将冲击力以应力波的形式传递到钻头L，完成一次冲击作用。增加钻头对井底岩石的破碎效率，提高机械钻速。

A-喷嘴出口；B-左控制孔；C-右控制孔；D-左信号道入口(左输出道)；E-右信号道入口(右输出道)；F-左排空道；G-右排空道；H-活塞上腔；I-活塞；J-活塞下腔；K-冲锤；M-砧子；L-钻头

图1射流式冲击器工作原理示意图
Fig.1Schematic diagram of the efflux-hammer working principle

当冲锤与砧子撞击同时，活塞停止运动，冲锤撞击砧子反弹瞬间上腔形成水击压力，水击压力信号通过信号道口E反馈到控制孔C出口，迫使射流切换附壁于左侧。……