CN107152254B - 一种连续周摆震击工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油天然气行业中打捞作业钻柱解卡用的连续周摆震击工具。它解决打捞作用中落鱼卡钻无法打捞的问题。其技术特征是：橡胶定子固定在定子壳体内腔，螺杆转子置入橡胶定子内腔；万向轴上端和螺杆转子下端丝扣连接，万向轴下端和旋转筒上端丝扣连接；凸轮筒上端和旋转筒下端丝扣连接；往复筒下端和上配流体上端丝扣连接；上配流体下端和下配流体上端丝扣连接；摆动外壳上端和连接头下端丝扣连接，摆动外壳下端和防掉端盖丝扣连接；摆动筒体上端和轴承座下端丝扣连接，摆动筒体下端和输出筒上端丝扣连接；输出筒下端和下接头上端丝扣连接。本发明利用钻井液流量进行控制，可以实现连续周摆震击解卡，有效实现落鱼解卡打捞作业。

Description

一种连续周摆震击工具

技术领域

本发明涉及一种石油天然气行业中打捞作业钻柱解卡用的连续周摆震击工具。

背景技术

在石油天然气行业，油气藏开发过程中由于钻柱、油管柱断裂等情况造成落鱼掉落井底的事故时有发生。在发生此类落鱼事故的情况下，会阻碍正常的开发作业流程，甚至造成更为严重的衍生事故，造成巨大的经济损失，因此必须即时对此类落鱼事故进行处理，常规来讲最为简单有效的处理方式即为打捞作业。

打捞作业的常规手段是利用捞矛、捞筒等打捞工具抓住落鱼后，上提打捞管柱回收落鱼，完成打捞作业的处理。然而，落鱼卡在井下的情况时有发生，这就造成打捞工具抓住落鱼后也不能将落鱼捞出井下，这种情况下必须使用震击类工具配合打捞工具进行震击解卡作业。现有震击类工具的工作原理多为利用机械能或者液压能产生轴向震击力作用在落鱼上，从而使落鱼解卡。然后在轴向震击的方式非常剧烈，常常使打捞工具和落鱼脱落，反而增加了打捞作业的难度，并且落鱼卡埋的形式多种多样，轴向震击对某些卡埋方式并没有明显效果。而利用连续周摆震击的方式，对于落鱼解卡具有良好的效果，而目前国内外采用连续周摆震击方式的震击类工具研究很少。基于上述技术背景，本发明特提供一种连续周摆震击工具，采用连续周摆震击的方式旋松落鱼，有效帮助落鱼解卡。

发明内容

本发明的目的是：为了解决打捞作用中落鱼卡钻无法打捞的问题，特提供一种连续周摆震击工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种连续周摆震击工具，是由上接头、定子壳体、橡胶定子、螺杆转子、万向轴、万向壳体、旋转筒、上推力轴承、下推力轴承、连接筒、凸轮筒、钢球、往复筒、滑销、上配流体、连接头、上径向轴承、轴承座、摆动筒体、摆动外壳、输出筒、下径向轴承、下配流体、防掉端盖和下接头构成；其结构特征是：上接头上端和上部打捞钻柱丝扣连接，下接头下部和下部打捞工具丝扣连接；橡胶定子固定在定子壳体内腔，螺杆转子置入橡胶定子内腔；定子壳体上端和上接头下端丝扣连接，定子壳体下端和万向壳体上端丝扣连接；万向轴上端和螺杆转子下端丝扣连接，万向轴下端和旋转筒上端丝扣连接；旋转筒上部周向均匀设置两个斜孔连通旋转筒外圆和内腔，旋转筒外圆中部设置一圈台阶面；连接筒上端和万向壳体下端丝扣连接，连接筒下端和连接头上端丝扣连接；连接筒内腔上部设置一圈凸起台阶，连接筒内腔下部周向均匀设置十个销子滑槽；上推力轴承安装在连接筒内腔上部凸起台阶的上端面，下推力轴承安装在连接筒内腔上部凸起台阶的下端面；凸轮筒上端和旋转筒下端丝扣连接，凸轮筒外圆中部设置一圈圆柱凸轮槽；往复筒上部设置一个通孔，往复筒外圆下部周向均匀设置十个销子槽；往复筒内腔上部套入凸轮筒外圆下部，钢球安装在往复筒上部的通孔内，钢球一部分进入凸轮筒外圆中部的圆柱凸轮槽内；十个滑销分别安装在往复筒外圆下部十个销子槽和连接筒内腔下部十个销子滑槽形成的空腔内；往复筒下端和上配流体上端丝扣连接；上配流体内腔设置为通孔，上配流体下部设置有进液流道连通上配流体内外空间，进液流道由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；下配流体内腔下部设置一盲孔，下配流体中部设置有出液流道连通下配流体内腔下部的盲孔和外部空间，出液流道由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；上配流体下端和下配流体上端丝扣连接；摆动外壳上端和连接头下端丝扣连接，摆动外壳下端和防掉端盖丝扣连接；摆动外壳内腔中部周向均匀设置两条轴向凸台，两条轴向凸台两侧均设置有下沉台阶；摆动筒体外圆中部周向均匀设置两条轴向凸台，摆动筒体轴向凸台一侧上部设置有进液孔a，下部设置设置有出液孔a，摆动筒体轴向凸台另一侧上部设置有进液孔b，下部设置有出液孔b，进液孔b的轴向位置高于进液孔a的轴向位置，出液孔b的轴向位置低于出液孔a的轴向位置；摆动筒体置入摆动外壳内腔，摆动筒体上端和轴承座下端丝扣连接，摆动筒体下端和输出筒上端丝扣连接；上径向轴承安装在轴承座外圆中部的台阶面上；下径向轴承安装在输出筒外圆上部的台阶面上；输出筒下端和下接头上端丝扣连接。

安装完成后，上配流体的进液流道和摆动筒体的进液孔a连通的同时，下配流体的出液流道和摆动筒体的出液孔b连通；上配流体的进液流道和摆动筒体的进液孔b连通的同时，下配流体的出液流道和摆动筒体的出液孔a连通。

本发明的有益效果是：(1)本发明可以实现连续周摆震击解卡，有效实现落鱼解卡打捞作业；(2)本发明利用钻井液流量进行控制，操作简单可靠；(3)本发明为纯机械结构，工作可靠，适应井下复杂工况；(4)本发明在连续周摆震击的同时，也可以传递转动扭矩，实现复合解卡作业。

附图说明

图1是本发明一种连续周摆震击工具工作状态1的结构示意图；

图2是本发明一种连续周摆震击工具工作状态2的结构示意图；

图3是图1A-A截面剖视图；

图4是图1B-B截面剖视图；

图5是图2C-C截面剖视图；

图6是图2D-D截面剖视图；

图7是凸轮筒的三维结构示意图；

图8是摆动筒体的三维结构示意图；

图中：1.上接头、2.定子壳体、3.橡胶定子、4.螺杆定子、5.万向轴、6.万向壳体、7.旋转筒、8.上推力轴承、9.下推力轴承、10.连接筒、11.凸轮筒、12.钢球、13.往复筒、14.滑销、15.上配流筒、16.连接头、17.上径向轴承、18.轴承座、19.摆动筒体、20.摆动外壳、21.输出筒、22.下径向轴承、23.下配流体、24.防掉端盖、25.下接头。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种连续周摆震击工具，是由上接头1、定子壳体2、橡胶定子3、螺杆转子4、万向轴5、万向壳体6、旋转筒7、上推力轴承8、下推力轴承9、连接筒10、凸轮筒11、钢球12、往复筒13、滑销14、上配流体15、连接头16、上径向轴承17、轴承座18、摆动筒体19、摆动外壳20、输出筒21、下径向轴承22、下配流体23、防掉端盖24和下接头25构成；其结构特征是：上接头1上端和上部打捞钻柱丝扣连接，下接头25下部和下部打捞工具丝扣连接；橡胶定子3固定在定子壳体2内腔，螺杆转子4置入橡胶定子3内腔；定子壳体2上端和上接头1下端丝扣连接，定子壳体2下端和万向壳体6上端丝扣连接；万向轴5上端和螺杆转子4下端丝扣连接，万向轴5下端和旋转筒7上端丝扣连接；旋转筒7上部周向均匀设置两个斜孔连通旋转筒7外圆和内腔，旋转筒7外圆中部设置一圈台阶面；连接筒10上端和万向壳体6下端丝扣连接，连接筒10下端和连接头16上端丝扣连接；连接筒10内腔上部设置一圈凸起台阶，连接筒10内腔下部周向均匀设置十个销子滑槽；上推力轴承8安装在连接筒10内腔上部凸起台阶的上端面，下推力轴承9安装在连接筒10内腔上部凸起台阶的下端面；凸轮筒11上端和旋转筒7下端丝扣连接；如图7所示，凸轮筒11外圆中部设置一圈圆柱凸轮槽；往复筒13上部设置一个通孔，往复筒13外圆下部周向均匀设置十个销子槽；往复筒13内腔上部套入凸轮筒11外圆下部，钢球12安装在往复筒13上部的通孔内，钢球12一部分进入凸轮筒11外圆中部的圆柱凸轮槽内；十个滑销14分别安装在往复筒13外圆下部十个销子槽和连接筒10内腔下部十个销子滑槽形成的空腔内；往复筒13下端和上配流体15上端丝扣连接；上配流体15内腔设置为通孔，上配流体15下部设置有进液流道151连通上配流体15内外空间，进液流道151由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；下配流体23内腔下部设置一盲孔，下配流体23中部设置有出液流道231连通下配流体23内腔下部的盲孔和外部空间，出液流道231由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；上配流体15下端和下配流体23上端丝扣连接；摆动外壳20上端和连接头16下端丝扣连接，摆动外壳20下端和防掉端盖24丝扣连接；摆动筒体19置入摆动外壳20内腔，摆动筒体19上端和轴承座18下端丝扣连接，摆动筒体19下端和输出筒21上端丝扣连接；上径向轴承17安装在轴承座18外圆中部的台阶面上；下径向轴承22安装在输出筒21外圆上部的台阶面上；输出筒21下端和下接头25上端丝扣连接。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，安装完成后，上配流体15的进液流道151和摆动筒体19的进液孔a191连通的同时，下配流体23的出液流道231和摆动筒体19的出液孔b194连通；上配流体15的进液流道151和摆动筒体19的进液孔b193连通的同时，下配流体23的出液流道231和摆动筒体19的出液孔a192连通。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图8所示，摆动外壳20内腔中部周向均匀设置两条轴向凸台，两条轴向凸台两侧均设置有下沉台阶；摆动筒体19外圆中部周向均匀设置两条轴向凸台，摆动筒体19轴向凸台一侧上部设置有进液孔a191，下部设置设置有出液孔a192，摆动筒体19轴向凸台另一侧上部设置有进液孔b193，下部设置有出液孔b194，进液孔b193的轴向位置高于进液孔a191的轴向位置，出液孔b194的轴向位置低于出液孔a192的轴向位置；

本发明一种连续周摆震击工具的工作原理是：下入本发明至打捞作业区域，确认打捞工具与落鱼抓紧稳固之后，在上提遇卡的情况下，开泵循环钻井液，钻井液驱动螺杆转子4旋转，螺杆转子4驱动万向轴5、旋转筒7和凸轮筒11旋转，在凸轮筒11外圆中部圆柱凸轮槽的作用下，往复筒13带动上配流体15和下配流体23作轴向往复运动，这时钻井液交替由摆动筒体19的进液孔a191和进液孔b193流入，由摆动筒体19的出液孔b194和出液孔a192流出，钻井液作用在摆动筒体19外圆中部两条轴向凸台上的液压力驱动摆动筒体19作周向往复摆动，并通过输出筒21和下接头25往复震击下部落鱼，实现解卡作业。

Claims (3)

1.一种连续周摆震击工具，是由上接头(1)、定子壳体(2)、橡胶定子(3)、螺杆转子(4)、万向轴(5)、万向壳体(6)、旋转筒(7)、上推力轴承(8)、下推力轴承(9)、连接筒(10)、凸轮筒(11)、钢球(12)、往复筒(13)、滑销(14)、上配流体(15)、连接头(16)、上径向轴承(17)、轴承座(18)、摆动筒体(19)、摆动外壳(20)、输出筒(21)、下径向轴承(22)、下配流体(23)、防掉端盖(24)和下接头(25)构成；其特征是：上接头(1)上端和上部打捞钻柱丝扣连接，下接头(25)下部和下部打捞工具丝扣连接；橡胶定子(3)固定在定子壳体(2)内腔，螺杆转子(4)置入橡胶定子(3)内腔；定子壳体(2)上端和上接头(1)下端丝扣连接，定子壳体(2)下端和万向壳体(6)上端丝扣连接；万向轴(5)上端和螺杆转子(4)下端丝扣连接，万向轴(5)下端和旋转筒(7)上端丝扣连接；旋转筒(7)上部周向均匀设置两个斜孔连通旋转筒(7)外圆和内腔，旋转筒(7)外圆中部设置一圈台阶面；连接筒(10)上端和万向壳体(6)下端丝扣连接，连接筒(10)下端和连接头(16)上端丝扣连接；连接筒(10)内腔上部设置一圈凸起台阶，连接筒(10)内腔下部周向均匀设置十个销子滑槽；上推力轴承(8)安装在连接筒(10)内腔上部凸起台阶的上端面，下推力轴承(9)安装在连接筒(10)内腔上部凸起台阶的下端面；凸轮筒(11)上端和旋转筒(7)下端丝扣连接，凸轮筒(11)外圆中部设置一圈圆柱凸轮槽；往复筒(13)上部设置一个通孔，往复筒(13)外圆下部周向均匀设置十个销子槽；往复筒(13)内腔上部套入凸轮筒(11)外圆下部，钢球(12)安装在往复筒(13)上部的通孔内，钢球(12)一部分进入凸轮筒(11)外圆中部的圆柱凸轮槽内；十个滑销(14)分别安装在往复筒(13)外圆下部十个销子槽和连接筒(10)内腔下部十个销子滑槽形成的空腔内；往复筒(13)下端和上配流体(15)上端丝扣连接；上配流体(15)内腔设置为通孔，上配流体(15)下部设置有进液流道(151)连通上配流体(15)内外空间，进液流道(151)由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；下配流体(23)内腔下部设置一盲孔，下配流体(23)中部设置有出液流道(231)连通下配流体(23)内腔下部的盲孔和外部空间，出液流道(231)由四个径向通孔和径向通孔外端的一圈环槽构成；上配流体(15)下端和下配流体(23)上端丝扣连接；摆动外壳(20)上端和连接头(16)下端丝扣连接，摆动外壳(20)下端和防掉端盖(24)丝扣连接；摆动外壳(20)内腔中部周向均匀设置两条轴向凸台，两条轴向凸台两侧均设置有下沉台阶；摆动筒体(19)置入摆动外壳(20)内腔，摆动筒体(19)上端和轴承座(18)下端丝扣连接，摆动筒体(19)下端和输出筒(21)上端丝扣连接；上径向轴承(17)安装在轴承座(18)外圆中部的台阶面上；下径向轴承(22)安装在输出筒(21)外圆上部的台阶面上；输出筒(21)下端和下接头(25)上端丝扣连接。

2.根据权利要求1所述的连续周摆震击工具，其特征是：所述上配流体(15)的进液流道(151)和摆动筒体(19)的进液孔a(191)连通的同时，下配流体(23)的出液流道(231)和摆动筒体(19)的出液孔b(194)连通；上配流体(15)的进液流道(151)和摆动筒体(19)的进液孔b(193)连通的同时，下配流体(23)的出液流道(231)和摆动筒体(19)的出液孔a(192)连通。

3.根据权利要求1所述的连续周摆震击工具，其特征是：所述摆动筒体(19)外圆中部周向均匀设置两条轴向凸台，摆动筒体(19)轴向凸台一侧上部设置有进液孔a(191)，下部设置设置有出液孔a(192)，摆动筒体(19)轴向凸台另一侧上部设置有进液孔b(193)，下部设置有出液孔b(194)，进液孔b(193)的轴向位置高于进液孔a(191)的轴向位置，出液孔b(194)的轴向位置低于出液孔a(192)的轴向位置。