CN103775004B - 防止双向液压减震器退扣的方法及减震器 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开了一种防止双向液压减震器退扣的方法及减震器。其方法是将限位组件设在双向液压减震器外套管中的连接体下端面处；连接体与油缸之间采用扭矩传递螺纹连接方式，通过连接体与油缸之间的扭矩传递螺纹防止连接体与油缸的连接螺纹发生退扣。本发明取消了现有双向液压减震器中扶正外筒与花键体之间的易脱扣螺纹连接，将限位面移动至下部连接体与限位块之间。限位块由两个半环组成，安装时直接卡入心轴的环槽内，用限位块螺母固定。以保证限位块在心轴的环槽内自由转动，消除心轴与连接体限位面的相对转动。同时连接体与油缸之间的连接螺纹是扭矩传递螺纹，始终处于工作扭矩状态下，保证双向液压减震器在低钻压情况下不会产生脱落的现象。</b>

Description

防止双向液压减震器退扣的方法及减震器
技术领域
本发明涉及一种防止双向液压减震器退扣的方法及减震器，属于钻井工具技术领域。
背景技术
钻井过程中，钻柱常有明显的跳钻和震动，扭矩也能使钻具丧失扭曲稳定性。因此钻井作业中，经常使用双向液压减震器来消除或减缓这些振动的冲击载荷，从而避免或减少振动对钻井设备所造成的危害，实现提高钻速和降低钻井成本的目的。
双向液压减震器减震机构主要由纵向减震机构和活塞换向机构两部分组成。减震元件为可压缩的液体。它的工作原理主要是利用工作腔可压缩液体在压力作用下产生弹性变形来吸收或释放钻头和钻柱振动能量。当可压缩液体在压缩或伸张过程中，心轴相对外筒作轴向移动。因此，纵向减震机构能吸收或减缓钻具的纵向振动和冲击能量。活塞换向机构是通过螺旋副使扭转振动及冲击载荷在瞬间内转换为工作腔的纵向分力，从而达到保持较恒定的扭矩。达到双向减振的目的。
现有的双向液压减震器采用扶正外筒端面限位,这种结构由于心轴和外筒件工作时存在相对转动，低钻压情况下，钻头的跳钻使心轴和扶正外筒端面经常接触，这就相当于不断给扶正外筒螺纹一个带旋转的震击力，造成螺纹松扣，最后心轴和扶正外筒从本体中脱出，造成下部钻具脱落井底。出现这种情况就必须停止作业采用各种打捞方法打捞，造成极大的损失。严重影响钻井进度和经济效益。特别是在易坍塌的井段，一旦出现井壁坍塌等次生事故，对整口井来说，结果将是毁灭性的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防止双向液压减震器退扣的方法及减震器。使钻具在任意钻压情况下工作时，不会使螺纹松动脱扣的结构。保证双向液压减震器在低钻压情况下正常工作。提高双向液压减震器的可靠性，消除事故隐患于未然。以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案：
防止双向液压减震器退扣的方法，所述的双向液压减震器主要由纵向减震机构和活塞换向机构两部分组成，活塞换向机构通过活塞与心轴之间的螺旋副将旋转冲击载荷转换为纵向分力和扭矩，通过纵向减震机构减缓纵向分力引起的震动，扭矩传递给限位组件；该方法是将限位组件设在双向液压减震器外套管中的连接体下端面处；连接体与油缸之间采用扭矩传递螺纹连接方式，通过连接体与油缸之间的扭矩传递螺纹防止连接体与油缸的连接螺纹发生退扣。
前述方法中，所述限位组件安装连接体下端面处心轴的环槽内，限位组件与环槽之间采用旋转滑动连接方式，当扭矩作用在限位组件上时，限位组件可在心轴上转动，通过限位组件的转动消除扭矩在外套管上形成的旋转分量，防止连接体与油缸的连接螺纹发生退扣。
前述方法中，所述限位组件包括两个半圆结构的限位块，两个半圆结构的限位块通过限位块螺母连接成圆环卡在心轴的环槽内；限位块与环槽间隙配合，确保限位组件能够在心轴的环槽内转动，以消除扭矩在外套管上形成的旋转分量。
按前述方法构成的减震器，包括设在外套管内的纵向减震机构和活塞换向机构，纵向减震机构包括外套管内的可压缩流体和活塞，活塞与心轴连接；活塞换向机构包括活塞与心轴之间的螺旋副；所述外套管由花键体、连接体、油缸和下接头依次螺纹连接构成；连接体与油缸经扭矩传递螺纹连接；连接体下端面处的心轴上设有限位块组件。
前述减震器中，所述限位块组件与心轴间隙配合。
前述减震器中，所述限位块组件包括两个半圆结构的限位块，两个半圆结构的限位块经限位块螺母连接成圆环设在心轴的环槽内。
前述减震器中，所述活塞位于花键体与心轴之间，活塞与心轴经螺旋副连接，活塞与花键体经花键滑动连接。
前述减震器中，所述心轴下端与冲管螺纹连接。
前述减震器中，所述油缸下端与冲管之间密封滑动连接。
前述减震器中，所述花键体上端与心轴密封滑动连接。
与现有技术相比，本发明取消了现有双向液压减震器中扶正外筒与花键体之间的易脱扣螺纹连接，将限位面移动至下部连接体与限位块之间。限位块由两个半环组成。安装时直接卡入心轴的环槽内，用限位块螺母固定。本发明的方法及结构可以保证限位块在心轴的环槽内自由转动，消除心轴与连接体限位面的相对转动。同时连接体与油缸之间的连接螺纹是扭矩传递螺纹，始终处于工作扭矩状态下，正常工作时不会产生脱落的现象。保证双向液压减震器在低钻压情况下正常工作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是限位组件的安装示意图；
图3是现有技术的结构示意图。
图中的标记为：1-心轴、2-活塞、3-花键体、4-连接体、5-油缸、6-下接头、7-可压缩液体、8-限位块、9-限位块螺母、10-螺旋副、11-花键、12-冲管、13-扭矩传递螺纹、14-限位面、15-环槽、16-扶正套筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
防止双向液压减震器退扣的方法，如图1所示。所述的双向液压减震器主要由纵向减震机构和活塞换向机构两部分组成，活塞换向机构通过活塞2与心轴1之间的螺旋副10将旋转冲击载荷转换为纵向分力和扭矩，通过纵向减震机构减缓纵向分力引起的震动，扭矩传递给限位组件；该方法是将限位组件设在双向液压减震器外套管中的连接体4下端面处；连接体4与油缸5之间采用扭矩传递螺纹13连接方式，通过连接体4与油缸5之间的扭矩传递螺纹13防止连接体4与油缸5的连接螺纹发生退扣。限位组件安装在连接体4下端面处心轴1的环槽15内，限位组件与环槽15之间采用旋转滑动连接方式，当扭矩作用在限位组件上时，限位组件可在心轴1上转动，通过限位组件的转动消除扭矩在外套管上形成的旋转分量，旋转分量不会使连接体4与油缸5的连接螺纹发生退扣。限位组件的安装如图2所示，包括两个半圆结构的限位块8，两个半圆结构的限位块8通过限位块螺母9连接成圆环卡在心轴1的环槽15内；限位块8与环槽15间隙配合，确保限位组件能够在心轴1的环槽15内转动，以消除扭矩在外套管上形成的旋转分量。
按前述方法构成的减震器，如图1所示，包括设在外套管内的纵向减震机构和活塞换向机构，纵向减震机构包括外套管内的可压缩流体7和活塞2，活塞2与心轴1连接；活塞换向机构包括活塞2与心轴1之间的螺旋副10；所述外套管由花键体3、连接体4、油缸5和下接头6依次螺纹连接构成；连接体4与油缸5经扭矩传递螺纹13连接；连接体4下端面处的心轴1上设有限位块组件。限位块组件与心轴1间隙配合。限位块组件如图2所示，包括两个半圆结构的限位块8，两个半圆结构的限位块8经限位块螺母9连接成圆环设在心轴1的环槽15内。活塞2位于花键体3与心轴1之间，活塞2与心轴1经螺旋副10连接，活塞2与花键体3经花键11滑动连接。心轴1下端与冲管12螺纹连接。油缸5下端与冲管12之间密封滑动连接。花键体3上端与心轴1密封滑动连接。
本发明是对现有双向液压减震器的改进，现有双向液压减震器如图3所示。由图3可见。现有双向液压减震器包括由心轴1和冲管12螺纹连接构成的内轴，以及由扶正套筒16、花键体、油缸5和下接头6依次螺纹连接构成的外套；扶正套筒16上端与心轴1密封滑动连接，油缸5下端与冲管12密封滑动连接，油缸5与内轴之间设有可压缩液体7，花键体3与心轴1之间设有活塞2，活塞2外圆与花键体3滑动连接，活塞2内圆与心轴1螺纹连接，扶正套筒16下端的心轴1上设有限位块8，限位块8与心轴1螺纹连接。
本发明对现有双向液压减震器进行了以下改进
1、取消了现有的扶正套筒16与花键体之间的易脱扣螺纹连接，将扶正套筒与原来的花键体做成了整体结构，构成本发明的花键体3。
2、在现有的花键体3与油缸5之间增加了一个连接体4，花键体3与油缸5通过连接体4螺纹连接。其螺纹采用不易脱扣的扭矩传递螺纹13。
3、现有的限位块位于扶正套筒16的下端面处，本发明将限位块移到了连接体4的下端面处。
4、现有的限位块是整体结构，并且与心轴螺纹连接；本发明将限位块改成了两个半圆结构，两个半圆结构的限位块8经限位块螺母9连接成圆环卡在心轴1的环槽15内，限位块8与心轴1间隙配合。
由于本发明进行了以上改进，可以保证限位块在心轴的环槽内自由转动，消除心轴与连接体限位面的相对转动。同时连接体与油缸之间的连接螺纹是扭矩传递螺纹，始终处于工作扭矩状态下，正常工作时不会产生脱落的现象。保证双向液压减震器在低钻压情况下正常工作。解决了现有技术容易造成螺纹松扣，最后心轴和扶正外筒从本体中脱出，造成下部钻具脱落井底的技术问题。

Claims (8)

1.一种防止双向液压减震器退扣的方法，所述的双向液压减震器主要由纵向减震机构和活塞换向机构两部分组成，活塞换向机构通过活塞与心轴之间的螺旋副将旋转冲击载荷转换为纵向分力和扭矩，通过纵向减震机构减缓纵向分力引起的震动，扭矩传递给限位组件；其特征在于：该方法是将限位组件设在双向液压减震器外套管中的连接体下端面处，所述限位组件包括两个半圆结构的限位块，两个半圆结构的限位块通过限位块螺母连接成圆环卡在心轴的环槽内；限位块与环槽间隙配合，确保限位组件能够在心轴的环槽内转动，以消除扭矩在外套管上形成的旋转分量；连接体与油缸之间采用扭矩传递螺纹连接方式，通过连接体与油缸之间的扭矩传递螺纹防止连接体与油缸的连接螺纹发生退扣。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述限位组件安装在连接体下端面处心轴的环槽内，限位组件与环槽之间采用旋转滑动连接方式，当扭矩作用在限位组件上时，限位组件可在心轴上转动，通过限位组件的转动消除扭矩在外套管上形成的旋转分量，旋转分量不会造成连接体与油缸的连接螺纹发生退扣。
3.一种如权利要求1或2所述方法构成的减震器，包括设在外套管内的纵向减震机构和活塞换向机构，纵向减震机构包括外套管内的可压缩流体（7）和活塞（2），活塞（2）与心轴（1）连接；活塞换向机构包括活塞（2）与心轴（1）之间的螺旋副（10）；其特征在于：所述外套管由花键体（3）、连接体（4）、油缸（5）和下接头（6）依次螺纹连接构成；连接体（4）与油缸（5）经扭矩传递螺纹（13）连接；连接体（4）下端面处的心轴（1）上设有限位块组件；所述限位块组件包括两个半圆结构的限位块（8），两个半圆结构的限位块（8）经限位块螺母（9）连接成圆环设在心轴（1）的环槽（15）内。
4.根据权利要求3所述减震器，其特征在于：所述限位块组件与心轴（1）间隙配合。
5.根据权利要求3所述减震器，其特征在于：所述活塞（2）位于花键体（3）与心轴（1）之间，活塞（2）与心轴（1）经螺旋副（10）连接，活塞（2）与花键体（3）经花键（11）滑动连接。
6.根据权利要求3所述减震器，其特征在于：所述心轴（1）下端与冲管（12）螺纹连接。
7.根据权利要求3所述减震器，其特征在于：所述油缸（5）下端与冲管（12）之间密封滑动连接。
8.根据权利要求3所述减震器，其特征在于：所述花键体（3）上端与心轴（1）密封滑动连接。
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