CN104234654B - 一种井下液压震击解卡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种井下液压震击解卡装置，在钻井、修井等卡钻事故的处理施工中使用。本装置包括液压增力器、加重杆和震击器，液压增力器壳体的内隔台上设有过流孔，在进液孔和过流孔之间的活塞杆上装有阀芯；震击器的拉杆与下接头连接，拉杆上设有储能室，储能室中装有碟簧；液压增力器和震击器连接在加重杆的两端。本发明具有结构简单，组合便捷、容易加工的特点，适用范围大，工作安全可靠。对钻井、修井作业施工中出现的卡钻事故处理均有很好的使用效果。由于液压传导使本发明的震击、增力作用不受井筒形状的影响，特别是用于处理大斜度井、水平井管柱砂卡事故，其效果更加明显，经济效益更加显著。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业的井下卡钻处理工具，特别是一种井下液压震击解卡装置，在钻井、修井等卡钻事故的处理施工中使用。
背景技术
在钻井、修井作业施工中，由于钻井液性能、地质条件及长期大强度开采等原因，使岩石胶结强度降低或破坏，地层出砂或坍塌，造成井下卡钻现象。特别是在油田开发中，油田开发到中后期，长期注水开发加速了开发井段地层胶结强度的降低，地层出砂卡生产管柱的现象不断上升，而解除砂卡生产管柱的最经济、快捷的办法是——活动解卡。目前应用于施工现场的此类工具有液压增力器和震击器，目前使用的液压增力器只能实现对卡点的大力上提，无法实现震击解卡；而目前使用的震击器是通过钻柱连接到地面，依靠地面设备施加的拉力对被卡管柱或工具进行震击解卡。但随着钻井技术的提高，大斜度井、水平井不断增加，使得仅靠地面设备活动解卡的难度不断增加。特别是大斜度井、水平井受井斜影响，地面设备活动解卡的力量无法正常传递到震击器和卡点，解卡效果极度下降，严重影响了井下卡钻事故的处理，甚至造成生产井报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下液压震击解卡装置，一种性能可靠、使用安全的井下液压震击解卡装置。通过液压传导方式将作用力直接输送至解卡装置，提高解卡效果，降低生产成本。
本发明是这样实现的：一种井下液压震击解卡装置包括液压增力器、加重杆和震击器，液压增力器包括壳体和活塞杆，壳体上设有泄压口，活塞杆上设有进液孔，活塞杆安装在壳体内，震击器包括下接头。液压增力器壳体的内隔台上设有过流孔，在进液孔和过流孔之间的活塞杆上装有阀芯；震击器的拉杆与下接头连接，拉杆上设有储能室，储能室中装有碟簧；液压增力器和震击器连接在加重杆的两端。
与现有技术相比，本发明的显著效果在于：本发明从施工管柱中施加液压，将施工管柱底部连接的液压增力器和震击器产生的作用力直接施加在卡点处，较之依靠地面设备活动施工管柱对井下落鱼解卡的方式，其作用直接、作用力不衰减，效果显著。另一方面，本发明在地面设备正常运行的情况下，可对卡点进行不间断地震击，能够达到直接在卡点处加力、震击松动卡点，提高解卡效果的目的。不仅如此，本发明在实现扭矩、拉力、震击力正常传递的同时可对被卡管柱或工具的内腔冲洗清理，由于本发明可对鱼腔进行清洗，方便打捞工具进行打捞，也提高了打捞效率；而泄压后的液体具有悬浮、携砂作用，也提高了解卡效率，具有很好的使用效果。本发明具有结构简单，组合便捷、容易加工的特点，适用范围大，工作安全可靠。对钻井、修井作业施工中出现的卡钻事故处理均有很好的使用效果。由于液压传导使本发明的震击、增力作用不受井筒形状的影响，特别是用于处理大斜度井、水平井管柱砂卡事故，其效果更加明显，经济效益更加显著。
附图说明
图1是本发明液压增力器连接在上部的结构示意图。
图2是本发明液压增力器连接在下部的结构示意图。
图3是本发明液压增力器的结构示意图。
图4是本发明震击器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的详述：参见图1和图3，一种井下液压震击解卡装置包括液压增力器3、加重杆4和震击器5，液压增力器3包括壳体3.4和活塞杆3.5，壳体3.4上设有泄压口3.8，活塞杆3.5上设有进液孔3.1，活塞杆3.5安装在壳体3.4内，震击器5包括下接头5.6。液压增力器3的壳体3.4的内隔台上设有过流孔3.7，在进液孔3.1和过流孔3.7之间的活塞杆3.5上装有阀芯3.3；震击器5的拉杆5.5与下接头5.6连接，拉杆5.5上设有储能室，储能室中装有碟簧5.3；液压增力器3和震击器5连接在加重杆4的两端。泄压口3.8设在壳体3.4的低压腔3.9的壳壁上，过流孔3.7设在壳体3.4内隔台中心孔的外周；活塞杆3.5上的进液孔3.1与壳体3.4的高压腔3.2正对；进液孔3.1、高压腔3.2、过流孔3.7、低压腔3.9和泄压口3.8形成泄压通道。阀芯3.3是T型套筒，穿套在活塞杆3.5上，其大径端置于高压腔3.2中，其小径端插在壳体3.4内隔台的中心孔中，阀芯3.3能够在活塞杆3.5上滑动，在大径端与内隔台之间安装弹簧3.6。阀芯3.3大径端的外径小于壳体3.4的内径，形成泄压环隙，大径端的上部外圆设有弧形倒角与壳体3.4的限位台肩配合，形成线密封,可关闭泄压通道。泄压口3.8、过流孔3.7和进液孔3.1至少设有三个。参见图4，震击器5的拉杆5.5上的储能室包括上接头5.1、中接头5.4和套筒5.2，拉杆5.5上设有限位凸台，上接头5.1安装在限位凸台的上方，中接头5.4安装在限位凸台的下方，上接头5.1与中接头5.4通过套筒5.2连接，在限位凸台与中接头5.4之间安装碟簧5.3。拉杆5.5与中接头5.4为棱柱、棱孔配合，上接头5.1的上部内圆设有螺纹与加重杆4连接，上接头5.1和中接头5.4能够在拉杆5.5上滑动；拉杆5.5和下接头5.6均设有中心孔。加重杆4设有中心孔，加重杆4与震击器5储能室的上接头5.1连接。参见图2，液压增力器3与震击器5能够在加重杆4的两端互换安装，可分别实现上击解卡和下击解卡。液压增力器3或震击器5的上端依次与水力锚2和施工管柱1连接；液压增力器3或震击器5的下端与打捞工具6连接。
在使用过程中，通过施工管柱1注入施工液冲洗清理鱼腔或鱼顶，加压或加压旋转施工管柱1，使打捞工具6抓住落鱼。适当上提施工管柱1，使本发明承受一定拉力。然后，通过施工管柱1注入施工液，首先胀开水力锚2，使之牢牢抓住套管内壁。继续提高泵压，本发明的液压增力器3启动，震击器5开始蓄积能量，同时也给卡点施加相应的拉力。当泵压升至设定数值时，液压增力器3内部的阀芯3.3启动，液压增力器3快速泄压，震击器5快速释放所蓄积势能，转变为加重杆4的动能击打落鱼卡点；同时，液压增力器3内部的阀芯3.3关闭。随后，液压增力器3将再次启动，重复上一个过程。实现井下液压震击解卡之目的。
在使用过程中，高压流体经液压增力器3的进液孔3.1进入高压腔3.2，推动活塞杆3.5向上移动，实现井下增力。当压力升至设定值时，阀芯3.3在活塞杆3.5和弹簧3.6的作用下快速上移，高压流体经泄压通道快速泄压，活塞杆3.5快速下移；当压力将至设定值时，阀芯3.3在活塞杆3.5的带动下快速下移，关闭泄压通道，即，快速关闭阀芯3.3，完成一个循环过程。然后，高压流体再次经进液孔3.1进入高压腔3.2，开始下一个循环。
当液压增力器3启动时，震击器5的拉杆5.5和下接头5.6在卡点的作用下处于相对静止状态；随着压力的升高，上接头5.1、套筒5.2、中接头5.4通过加重杆4向上方拉动，同时碟簧5.3被压缩，当压力升至设定值时，碟簧5.3蓄积了足够的势能，同时给卡点施加相应的拉力。此时，液压增力器3内部的阀芯3.3快速启动，液压增力器3快速泄压，碟簧5.3快速释放所蓄积势能，上接头5.1、套筒5.2、中接头5.4带动加重杆4、活塞杆3.5向下快速运动，将势能转变为加重杆4、上接头5.1、套筒5.2、中接头5.4的动能，击打拉杆5.5、下接头5.6及落鱼卡点。当压力将至设定值时，阀芯3.3在活塞杆3.5的带动下快速下移，关闭泄压通道。随后，液压增力器3将再次启动，重复上一个蓄能、释放、打击过程，实现连续增力、加速、震击。最终达到井下液压震击解除井下卡钻事故之目的。
Claims (10)
1.一种井下液压震击解卡装置，包括液压增力器（3）、加重杆（4）和震击器（5），液压增力器（3）包括壳体（3.4）和活塞杆（3.5），壳体（3.4）上设有泄压口（3.8），活塞杆（3.5）上设有进液孔（3.1），活塞杆（3.5）安装在壳体（3.4）内，震击器（5）包括下接头（5.6），其特征是，液压增力器（3）的壳体（3.4）的内隔台上设有过流孔（3.7），在进液孔（3.1）和过流孔（3.7）之间的活塞杆（3.5）上装有阀芯（3.3）；震击器（5）的拉杆（5.5）与下接头（5.6）连接，拉杆（5.5）上设有储能室，储能室中装有碟簧（5.3）；液压增力器（3）和震击器（5）连接在加重杆（4）的两端。
2.根据权利要求1所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述泄压口（3.8）设在壳体（3.4）的低压腔（3.9）的壳壁上，过流孔（3.7）设在壳体（3.4）内隔台中心孔的外周；活塞杆（3.5）上的进液孔（3.1）与壳体（3.4）的高压腔（3.2）正对；进液孔（3.1）、高压腔（3.2）、过流孔（3.7）、低压腔（3.9）和泄压口（3.8）形成泄压通道。
3.根据权利要求2所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述阀芯（3.3）是T型套筒，穿套在活塞杆（3.5）上，其大径端置于高压腔（3.2）中，其小径端插在壳体（3.4）内隔台的中心孔中，阀芯（3.3）能够在活塞杆（3.5）上滑动，在大径端与内隔台之间安装弹簧（3.6）。
4.根据权利要求1或3所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述阀芯（3.3）大径端的外径小于壳体（3.4）的内径，形成泄压环隙，大径端的上部外圆设有弧形倒角与壳体（3.4）的限位台肩配合。
5.根据权利要求1或2所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述泄压口（3.8）、过流孔（3.7）和进液孔（3.1）各为至少设有三个。
6.根据权利要求1所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述震击器（5）的拉杆（5.5）上的储能室包括上接头（5.1）、中接头（5.4）和套筒（5.2），拉杆（5.5）上设有限位凸台，上接头（5.1）安装在限位凸台的上方，中接头（5.4）安装在限位凸台的下方，上接头（5.1）与中接头（5.4）通过套筒（5.2）连接，在限位凸台与中接头（5.4）之间安装碟簧（5.3）。
7.根据权利要求6所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述拉杆（5.5）与中接头（5.4）为棱柱、棱孔配合，上接头（5.1）的上部内圆设有螺纹与加重杆（4）连接，上接头（5.1）和中接头（5.4）能够在拉杆（5.5）上滑动；拉杆（5.5）和下接头（5.6）均设有中心孔。
8.根据权利要求1所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述加重杆（4）设有中心孔，加重杆（4）与震击器（5）储能室的上接头（5.1）连接。
9.根据权利要求1所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述液压增力器（3）与震击器（5）能够在加重杆（4）的两端互换安装。
10.根据权利要求9所述的一种井下液压震击解卡装置，其特征在于，所述液压增力器(3)安装在加重杆(4)上端时，液压增力器的上端依次与水力锚(2)和施工管柱(1)连接，震击器(5)安装在加重杆(4)的下端，震击器的下端与打捞工具(6)连接；所述震击器(5)安装在加重杆(4)上端时，震击器的上端依次与水力锚(2)和施工管柱(1)连接，液压增力器(3)安装在加重杆(4)的下端，液压增力器(3)的下端与打捞工具(6)连接。
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