CN108825181B - 一种射孔测试联作轴向多级减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种射孔测试联作轴向多级减震器，属油气井射孔测试联作减震技术领域。它由上外筒、下外筒、上接头、下接头、液压筒、活塞筒、活动内筒和内筒构成，上外筒内设置有内筒，上外筒内的内筒上装有活塞筒，活塞筒上方的上外筒内固装有液压筒，活塞筒顶端固装有下阻尼片，下阻尼片上方的内筒上固装有上阻尼片；活塞筒下方装有限位套筒；限位套筒与活塞筒之间设置有上弹簧。该减震器能够有效消除射孔作业产生的管柱轴向震动，有效避免了现有单一减震方式减震效果较差的缺点，大大加强了减震器的减震能力；确保了减震器上方管柱上测试仪器和工具的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种射孔测试联作轴向多级减震器，属油气井射孔测试联作减震技术领域。
背景技术
在射孔作业过程中，射孔枪射穿地层的同时在狭小的空间内产生极大的能量，该能量向上传递并产生极大的冲击荷载，从而导致射孔测试管柱的变形和轴向震动。此类震动产生的动态力极易造成管柱上各种测试仪器和工具的损坏，严重时甚至造成射孔测试管柱的屈曲破坏。所以通常在在射孔枪上方安装一个减震器，以减小射孔过程中产生的震动对上部管柱的影响。
传统油气井射孔减震器主要采用机械式、液压式和胶筒式三种。其中机械式主要采用弹簧减震；液压式主要通过调整阻尼孔的大小和数量控制缓冲液的排液速度，从而实现减震目的；胶筒式则是通过加装多级胶筒，通过接触时胶筒变形吸收震动。但实践发现单一的减震方式通常存在减震效果不好，减震能力不强的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可有效避免单一减震方式减震效果差的缺陷，大大加强了减震能力的射孔测试联作轴向多级减震器。
本发明的技术方案是：
一种射孔测试联作轴向多级减震器，它由上外筒、下外筒、上接头、下接头、液压筒、活塞筒、活动内筒和内筒构成，其特征在于：上外筒和下外筒之间相互螺纹连接，上外筒端头螺纹安装有上接头，上外筒内设置有内筒，内筒的一端与上接头螺纹连接，内筒的另一端延伸至下外筒内，上外筒内的内筒上装有活塞筒，活塞筒上方的上外筒内固装有液压筒，活塞筒的一端延伸至液压筒内，延伸至液压筒内的活塞筒顶端固装有下阻尼片，下阻尼片上方的内筒上固装有上阻尼片；活塞筒下方的下外筒内通过固定销钉安装有限位套筒；限位套筒上活动安装有过渡套筒，限位套筒和过渡套筒与活塞筒之间设置有上弹簧；限位套筒下方的下外筒内装有弹簧限位块，弹簧限位块与限位套筒之间装有下弹簧，过渡套筒内的内筒上活动安装有活动内筒，活动内筒下方的内筒上装有下套筒，活动内筒与下套筒连接；下套筒的一端延伸至过渡套筒外端，延伸至过渡套筒外端的下套筒螺纹安装有下接头，下接头的一端延伸至下外筒外端；下接头上方的下套筒上通过剪断销钉固装有橡胶套。
所述的橡胶套的上端口为喇叭状。
所述的活动内筒端头安装有缓冲垫片。
所述的活塞筒和下阻尼片与液压筒之间为滑动密封连接。
所述的上阻尼片和下阻尼片上分别设置有阻尼片通孔。
所述的上外筒和下外筒的中心孔分别为阶梯孔。
所述的活塞筒为变径体，活塞筒与上外筒之间通过启动销钉连接固定。
所述的下外筒的下端口为收缩口。
活动内筒与下套筒之间嵌合连接；活动内筒和下套筒与内筒之间为滑动连接。
本发明提供的优点如下：
1.该减震器使用橡胶、弹簧、液压多种减震方式相配合，采用多级减震的方式，合理分配各级减震机构的减震强度，有效避免了单一减震方式减震效果较差的缺点，大大加强了减震器的减震能力。
2.该减震器的一级弹簧减震机构和二级弹簧减震机构同时作用，提高了减震器对初始冲击力的承受能力。
3.该减震器采用液压减震作为最后一级减震方式，能够有效吸收前两级残余的冲击了，使得经过减震器缓冲减震后的剩余冲击力大大减小，确保了减震器上方测试仪器和工具的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的A处放大结构示意图；
图3为图1中的B处放大结构示意图；
图4为图1中的C处放大结构示意图；
图5为图1中的D处放大结构示意图；
图6为本发明下弹簧和和弹簧联合工作状态示意图；
图7为本发明剪切销钉剪断后的工作状态示意图。
图中：1、上外筒，2、下外筒，3、上接头，4、下接头，5、液压筒，6、活塞筒，7、活动内筒，8、内筒，9、启动销钉，10、下阻尼片，11、上阻尼片，12、阻尼片通孔，13、密封垫，14、固定销钉，15、限位套筒，16、过渡套筒，17、上弹簧，18、弹簧限位块，19、下弹簧，20、下套筒，21、剪切销钉，22、橡胶套，23、工作销钉，24、缓冲垫片。
具体实施方式
该射孔测试联作轴向多级减震器由上外筒1、下外筒2、上接头3、下接头4、液压筒5、活塞筒6、活动内筒7和内筒8构成，上外筒1和下外筒2之间相互螺纹连接，上外筒1端头螺纹安装有上接头3，上外筒1和下外筒2的中心孔分别为阶梯孔；上外筒1内设置有内筒8，内筒8的一端与上接头3螺纹连接，内筒8的另一端延伸至下外筒2内。上外筒1内的内筒上装有活塞筒6，活塞筒6为变径体，活塞筒6与上外筒1之间通过启动销钉9连接固定。
活塞筒6上方的上外筒1内固装有液压筒5，活塞筒6的一端延伸至液压筒5内，延伸至液压筒5内的活塞筒6顶端动过固定螺栓固装有下阻尼片10，下阻尼片10上方的内筒8上固装有上阻尼片11；上阻尼片11上加工有卡槽，通过与内筒8上的卡扣配合使上阻尼片11固定，上阻尼片11和下阻尼片10上分别设置有阻尼片通孔12；上阻尼片11和下阻尼片10之间的腔体内装有缓冲液，上接头3与液压筒5和活塞筒6与液压筒5的连接处分别设置有密封垫13，以防止缓冲液漏出；活塞筒6和下阻尼片10与液压筒5之间为滑动密封连接。
活塞筒6下方的下外筒2内通过固定销钉14安装有限位套筒15；限位套筒15上活动安装有过渡套筒16，限位套筒15为内台阶孔，过渡套筒16端头设置有凸台，安装时，过渡套筒16从下外筒2上端向下安装，限位套筒15通过内台阶孔与凸台的配合对过渡套筒16进行轴向定位。限位套筒15和过渡套筒16与活塞筒6之间设置有上弹簧17；限位套筒15下方的下外筒2内装有弹簧限位块18，外套筒2通过内台阶孔对弹簧限位块18进行轴向定位。
弹簧限位块18与限位套筒15之间装有下弹簧19，过渡套筒16内的内筒8上活动安装有活动内筒7，活动内筒7端头安装有缓冲垫片24，以减小与活塞筒6相撞的冲击力。活动内筒7下方的内筒8上装有下套筒20，活动内筒7与下套筒20之间嵌合连接；活动内筒7和下套筒20与内筒8之间为欢动连接。下套筒20的一端延伸至过渡套筒16外端，延伸至过渡套筒16外端的下套筒20端头螺纹安装有下接头4，下接头4的一端延伸至下外筒2外端；下外筒2的下端口为收缩口。下接头4与下外筒2之间设置有工作销钉23。下接头3上方的下套筒20上通过剪切销钉21固装有橡胶套22，橡胶套22的上端口为喇叭状。橡胶套22工作时被过渡套筒16下端挤压，使橡胶套22和下外筒2内壁接触产生摩擦，起到缓冲减震的效果；
该减震器工作时，在射孔枪射孔作业的瞬间产生极大能量向上传递并使管柱产生轴向震动，该震动传递到减震器位置时迫使减震器的下接头4有向上运动的趋势。由于射孔产生的冲击力极大，会使固定下接头3的工作销钉23瞬间被剪断，该减震器开始工作；工作销钉23被剪断后，下接头3以及与其螺纹连接的下套筒20、活动内筒7向上运动，这一过程中，固定至下套筒20上的橡胶套22随之向上运动并与过渡套筒16下端接触，橡胶套22被渡套筒16下端向外挤压伸展产生形变，形变后的橡胶套22与下外筒2的内壁接触产生摩擦，即可起到一定的缓冲减震效果（一级减震）。
随着下套筒20的继续上行，橡胶套22与弹簧限位块18下端和接触，由于橡胶套22与下套筒20通过剪切销钉21连接，随着下套筒20的继续上行，下套筒20通过橡胶套22推动弹簧限位块18和过渡套筒16一起向上运动，这一过程中，弹簧限位块18压缩下弹簧19；活动内筒7和过渡套筒16通过其顶部压缩上弹簧17（二级减震）；下弹簧19和上弹簧17开始吸收震动能量（此时的工作状态如图6所示）。
当上弹簧17的压缩量达到设计的长度时，上弹簧17对过渡套筒16的反作用力足够大时，过渡套筒16通过其下端口剪断剪切销钉21；剪切销钉21被剪断后，下弹簧19失去约束力开始复原，此时，在剩余冲击力的作用下下接头4、下套筒20以及活动内筒7继续向上运动。当活动内筒7上端的缓冲垫片24与活塞筒6下端相撞时，缓冲垫片24可吸收一部分冲击力，剩余冲击力使固定活塞筒6的启动销钉9被剪断，启动销钉9被剪断后，活塞筒6向上运动。由于活塞筒6上端装有下阻尼片10，从而推动下阻尼片10向上移动，使上阻尼片11和下阻尼片10之间腔体内装有的缓冲液被挤压，挤压缓冲液过程中，缓冲液则从上尼片11和下阻尼片10上的阻尼片通孔12排出，由此完成液压减震（三级减震），（此时的工作状态如图7所示）。
该射孔测试联作轴向多级减震器通过橡胶套22摩擦减震、上弹簧17和下弹簧19联合减震、活塞筒6液压减震的三级联合减震，合理分配各级减震机构的减震强度，能够有效消除射孔作业产生的管柱轴向震动，有效避免了现有单一减震方式减震效果较差的缺点，大大加强了减震器的减震能力；确保了减震器上方管柱上测试仪器和工具的安全。
Claims (4)
1.一种射孔测试联作轴向多级减震器，它由上外筒（1）、下外筒（2）、上接头（3）、下接头（4）、液压筒（5）、活塞筒（6）、活动内筒（7）和内筒（8）构成，其特征在于：上外筒（1）和下外筒（2）之间相互螺纹连接，上外筒（1）端头螺纹安装有上接头（3），上外筒（1）内设置有内筒（8），内筒（8）的一端与上接头（3）螺纹连接，内筒（8）的另一端延伸至下外筒（2）内，上外筒（1）内的内筒（8）上装有活塞筒（6），活塞筒（6）上方的上外筒（1）内固装有液压筒（5），活塞筒（6）的一端延伸至液压筒（5）内，延伸至液压筒（5）内的活塞筒（6）顶端固装有下阻尼片（10），下阻尼片（10）上方的内筒（8）上固装有上阻尼片（11）；活塞筒（6）下方的下外筒（2）内通过固定销钉（14）安装有限位套筒（15）；限位套筒（15）上活动安装有过渡套筒（16），限位套筒（15）和过渡套筒（16）与活塞筒（6）之间设置有上弹簧（17）；限位套筒（15）下方的下外筒（2）内装有弹簧限位块（18），弹簧限位块（18）与限位套筒（15）之间装有下弹簧（19），过渡套筒（16）内的内筒（8）上活动安装有活动内筒（7），活动内筒（7）下方的内筒（8）上装有下套筒（20），活动内筒（7）与下套筒（20）连接；下套筒（20）的一端延伸至过渡套筒（16）外端，延伸至过渡套筒（16）外端的下套筒（20）端头螺纹安装有下接头（4），下接头（4）的一端延伸至下外筒（2）外端；下接头（4）上方的下套筒（20）上通过剪切销钉（21）固装有橡胶套（22）；
所述的橡胶套（22）的上端口为喇叭状；
所述的活塞筒（6）和下阻尼片（10）与液压筒（5）之间为滑动密封连接；
所述的上阻尼片（11）和下阻尼片（10）上分别设置有阻尼片通孔（12）；
所述的活塞筒（6）为变径体，活塞筒（6）与上外筒（1）之间通过启动销钉（9）连接固定；
所述的下外筒（2）的下端口为收缩口；下外筒（2）与下接头（4）之间通过工作销钉（23）固定。
2.根据权利要求1所述的一种射孔测试联作轴向多级减震器，其特征在于：所述的活动内筒（7）端头安装有缓冲垫片（24）。
3.根据权利要求1所述的一种射孔测试联作轴向多级减震器，其特征在于：所述的上外筒（1）和下外筒（2）的中心孔分别为阶梯孔。
4.根据权利要求1所述的一种射孔测试联作轴向多级减震器，其特征在于：活动内筒（7）与下套筒（20）之间嵌合连接；活动内筒（7）和下套筒（20）与内筒（8）之间为滑动连接。
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