本实用新型涉及一种加压设备，尤指一种石油钻井用的减振式水力加压装置。
背景技术：
目前，常规石油钻井中，当钻遇大段砾石、火成岩及高陡构造地层时，由于频繁跳钻导致钻柱和钻头不规则运动，井底钻头运动不规则，从而增加了钻柱及钻头的异常损坏，缩短了钻柱和钻头的使用寿命，同时无法有效给钻头施加钻压，导致机械钻速低，远远满足不了石油钻井提速的要求。
为了解决上述问题，国内外发明了不同形式的机械式减振装置、液压减振装置及水力加压装置，单一采用减振装置只能解决减振的功能，而必须采用其它方法增加钻压，单一使用水力加压装置只能增加钻压，而无法解决钻柱和钻头的跳钻问题，而两者同时使用又增加了钻井的成本。同时，目前的减振器和水力加压器结构非常复杂，特别是减振器的轴易产生疲劳破坏，易造成井下复杂事故，也增加了钻井的成本。
因此，如何设计一种可解决上述技术问题的减振式水力加压装置是本发明人潜心研究的课题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种减振式水力加压装置，其结构设计简单巧妙，可以达到延长钻柱和钻头的工作寿命，可提高机械钻速，并达到降低钻井的成本。
为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种减振式水力加压装置，其中包括用于与钻柱连接的上接头，所述上接头具有贯通上、下端的第一空腔，所述第一空腔内滑动连接有活塞，所述活塞的外表面安装有弹性元件，所述活塞具有贯通上、下端的第二空腔，所述上接头的下端连接有中接头，所述中接头具有贯通上、下端的第三空腔，所述活塞的下端连接有用于连接钻头的下接头，所述下接头具有贯通上、下端的第四空腔，所述下接头滑动穿过所述第三空腔，所述弹性元件的下端抵在所述下接头的上端。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述第一空腔为上部横截面小于下部横截面的两级阶梯柱孔，所述活塞的上部滑动设于所述第一空腔的中柱孔内，所述弹性元件位于所述第一空腔的下柱孔。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述活塞为t形结构，所述活塞的头部滑动设于所述第一空腔的中柱孔内，所述活塞的下部伸入所述第一空腔的下柱孔内。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述活塞头部与所述第一空腔的中柱孔之间设有第一密封圈。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述活塞的外表面套置有多个扶正器，其中两个所述扶正器分别位于所述弹性元件的上、下端，其余所述扶正器位于所述弹性元件的中部，位于上端的所述扶正器设置于所述第一空腔的第二阶梯面下端，位于下端的所述扶正器设置于所述下接头的上端。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述弹性元件采用蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套置在所述活塞的外表面。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述活塞与所述下接头之间设有第二密封圈，所述下接头与所述中接头之间设有第三密封圈。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述上接头与所述下接头之间安装有防掉套。
本实用新型减振式水力加压装置，其中所述上接头与所述中接头之间、所述活塞与所述下接头之间通过螺接方式连接。
采用上述方案后，本实用新型减振式水力加压装置具有以下有益效果：
1、通过上、中、下接头与活塞的连接结构，高压流体流入活塞的第二空腔的上部腔，推动活塞向下运动，将泥浆的液能转换成轴向推力，该轴向推力通过下接头传递给钻头，给钻头提供所需的部分钻压；同时钻柱所施加的部分钻压通过上接头、弹性元件及下接头传递给钻头；同时活塞的推力(高速流体的可压缩性)和经过弹性元件变形后的钻柱施加的力(即上接头和下接头之间的连接是通过弹性元件的柔性连接而不是刚性连接)都是柔性力，这就达到了消除钻柱和钻头的振动和增加钻压的目的，其结构设计简单巧妙，可达到延长钻柱和钻头的工作寿命，可提高机械钻速，并达到降低钻井的成本；
2、活塞的轴设计使其只承受高速流体的推力作用，解决了其它形式减振器轴易于疲劳断裂的问题，提高了其使用寿命；
3、通过在活塞与上接头之间设置第一密封圈，保证具有较好的密封性的同时减少了二者的摩擦力；
4、本实用新型适用于牙轮钻头钻进，也适用于pdc钻头钻进，其使用范围广。
附图说明
图1是本实用新型减振式水力加压装置的结构示意图。
下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明；
具体实施方式
如图1所示，本实用新型减振式水力加压装置包括用于与钻柱连接的上接头1，上接头1为圆柱形，其具有贯通上、下端的第一空腔2，该第一空腔2为上部横截面小于下部横截面的两级阶梯柱孔。第一空腔2内滑动连接有活塞3，本实施例活塞3为t形杆状结构，活塞3具有贯通上、下端的第二空腔4，该第二空腔4为t形柱孔。活塞3的头部滑动设于第一空腔2的中柱孔内，活塞3的头部直径与中柱孔的孔径大小相适应，活塞3的头部与第一空腔的中柱孔之间设有多个第一密封圈5，这样设计可以保证活塞3与第一空腔2之间可以实现相对密封滑动。活塞3的下部伸入第一空腔2的下柱孔内。
活塞3的外表面安装有弹性元件，本实施例弹性元件采用蝶形弹簧6，蝶形弹簧6套置在活塞3的外表面，且蝶形弹簧6位于第一空腔2的下柱孔。
活塞3的外表面套置有多个扶正器7，本实施例扶正器7设置有三个。其中两个扶正器7分别位于蝶形弹簧6的上、下端，第三个扶正器7位于蝶形弹簧6的中部，位于上端的扶正器7设置于第一空腔2的第二阶梯面8的下端。
上接头1的下端连接有中接头9，本实施例上接头1与中接头9之间采用螺接方式连接。中接头9具有贯通上、下端的第三空腔10，活塞3的下端连接有用于连接钻头的下接头11，本实施例活塞3与下接头11之间采用螺接方式连接，且活塞3与下接头11之间设有多个第二密封圈12，位于下端的扶正器7设置于下接头11的上端。下接头11具有贯通上、下端的第四空腔13，下接头11滑动穿过第三空腔10，下接头11与第三空腔10之间设有多个第三密封圈14。
上接头1与下接头11之间安装有防掉套15。
本实用新型减振式水力加压装置通过上接头1、中接头9、下接头11与活塞3的相互连接结构，在使用时，当高压流体流入活塞3的第二空腔4的上部腔，推动活塞3向下运动，将泥浆的液能转换成轴向推力，该轴向推力通过下接头11传递给钻头，给钻头提供所需的部分钻压；同时钻柱所施加的部分钻压通过上接头1、蝶形弹簧6及下接头11传递给钻头；同时活塞3的推力(高速流体的可压缩性)和经过蝶形弹簧6变形后的钻柱施加的力(即上接头1和下接头11之间的连接是通过蝶形弹簧6的柔性连接而不是刚性连接)都是柔性力，这就达到了消除钻柱和钻头的振动和增加钻压的目的，其结构设计简单巧妙，可以达到延长钻柱和钻头的工作寿命，可提高机械钻速，并达到降低钻井的成本；活塞3的轴设计使其只承受高速流体的推力作用，解决了其它形式减振器轴易于疲劳断裂的问题，提高了其使用寿命；通过在活塞3与上接头1之间设置第一密封圈5，保证具有较好的密封性的同时减少了二者的摩擦力；本实用新型适用于牙轮钻头钻进，也适用于pdc钻头钻进，其使用范围广。
以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
1.一种减振式水力加压装置，其特征在于，包括用于与钻柱连接的上接头，所述上接头具有贯通上、下端的第一空腔，所述第一空腔内滑动连接有活塞，所述活塞的外表面安装有弹性元件，所述活塞具有贯通上、下端的第二空腔，所述上接头的下端连接有中接头，所述中接头具有贯通上、下端的第三空腔，所述活塞的下端连接有用于连接钻头的下接头，所述下接头具有贯通上、下端的第四空腔，所述下接头滑动穿过所述第三空腔，所述弹性元件的下端抵在所述下接头的上端。
2.如权利要求1所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述第一空腔为上部横截面小于下部横截面的两级阶梯柱孔，所述活塞的上部滑动设于所述第一空腔的中柱孔内，所述弹性元件位于所述第一空腔的下柱孔。
3.如权利要求2所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述活塞为t形结构，所述活塞的头部滑动设于所述第一空腔的中柱孔内，所述活塞的下部伸入所述第一空腔的下柱孔内。
4.如权利要求3所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述活塞头部与所述第一空腔的中柱孔之间设有第一密封圈。
5.如权利要求3所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述活塞的外表面套置有多个扶正器，其中两个所述扶正器分别位于所述弹性元件的上、下端，其余所述扶正器位于所述弹性元件的中部，位于上端的所述扶正器设置于所述第一空腔的第二阶梯面下端，位于下端的所述扶正器设置于所述下接头的上端。
6.根据权利要求5所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述弹性元件采用蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套置在所述活塞的外表面。
7.根据权利要求6所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述活塞与所述下接头之间设有第二密封圈，所述下接头与所述中接头之间设有第三密封圈。
8.根据权利要求1所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述上接头与所述下接头之间安装有防掉套。
9.根据权利要求1所述的减振式水力加压装置，其特征在于，所述上接头与所述中接头之间、所述活塞与所述下接头之间通过螺接方式连接。
技术总结