带瓣式张开结构的冲击破岩用塞体结构

这款塞体结构主要应用于油气井射孔、矿山硬岩破碎等需要局部集中冲击破岩的作业场景，作为冲击做功的核心传力与触发构件，安装在冲击做功工具的前端作业段，作业时随工具串送入目标岩层位置，不需要额外的锚定固定结构，依靠自身结构特性完成做功动作。从功能特性来看，该塞体的核心设计点在于端部的分瓣开槽结构，整段筒体采用分段式壁厚设计，靠近做功端的筒壁沿轴向均匀开设有多道通长窄槽，将端部筒体分割为多个独立的瓣状结构，槽宽经过精确计算，既保证瓣体在受轴向冲击力时能够沿径向均匀向外胀开，又能控制瓣体的张开角度在设计阈值内，避免瓣体受冲击后从筒体根部断裂脱落，确保所有冲击动能能够全部作用在目标岩层上，不会因为构件脱落导致能量泄放，在工具不整体穿透岩层的前提下实现最大程度的冲击破坏效果。从设计思路层面，该结构摒弃了传统一体式冲击头容易出现应力集中、破岩范围有限的问题，通过分瓣胀开的结构形式，在冲击接触岩层的瞬间，瓣体受轴向挤压力向外撑开，能够在岩层内部形成更大范围的挤压破碎区，相比同直径的一体式冲击头，破岩半径可提升40%以上，同时瓣体根部保留了整圈的连接环带，所有瓣体与筒体主体为一体式加工成型，没有额外的焊接、拼接结构，从根源上避免了瓣体脱落卡井的风险。在外形尺寸与安装边界上，该塞体整体为回转类筒体结构，外圆面设置有两道环形定位凸台，用于和工具串的相邻部件实现轴向定位与同轴装配，安装时只需要将塞体套入工具前端的定位轴段，依靠凸台的端面贴合即可完成装配，不需要额外的紧固件连接，筒体内腔为等直径通孔，能够适配工具内部的流体通道或者传力杆穿过，不会干涉工具内部其他构件的布置；外圆面的非开槽段做了光滑过渡处理，能够减少送入过程中与井壁或者孔壁的摩擦阻力，避免下送过程中出现卡滞。实际作业过程中，当塞体接触到目标岩层端面后，后端施加的轴向冲击力会首先作用在塞体的后端环面上，力沿筒体传递到前端分瓣段时，分瓣结构受岩层的反向阻力产生径向分力，推动各个瓣体沿开槽间隙向外均匀胀开，对周围岩层形成径向的挤压剪切作用，配合轴向的冲击载荷，能够在岩层内部形成体积更大的破碎坑，同时因为瓣体始终与主体连接，冲击完成后可以随工具串一同起出，不会在作业孔内遗留金属碎块，减少后续作业的故障风险。