CN109386248B - 液压震击解卡工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压震击解卡工具，震击组件包括中心杆、中心活塞和连接套，连接杆的下部、中心杆和中心活塞位于连接套内，中心活塞的上端位于连接杆和连接套的限位台阶的下方，中心活塞的一部分位于中心杆的上端的上方；连接套的下部与外套筒的上部连接；驱动组件、动阀筒和静阀筒位于外套筒内，中心杆的下端与驱动组件的上端之间设置有第一弹簧；驱动组件的下端与动阀筒连接，驱动组件用于带动动阀筒转动；静阀筒位于动阀筒内，动阀筒的筒壁上开设有第一开孔，静阀筒的筒壁上开设有第二开孔，当动阀筒转动时，第一开孔和第二开孔连通或错开。本发明提供的液压震击解卡工具，可对卡点提供持续自动震击。

Description

液压震击解卡工具

技术领域

本发明涉及油田机械技术领域，特别涉及一种液压震击解卡工具。

背景技术

在钻井的过程中，由于泥浆质量不良、地质构造复杂以及操作失误等多方面原因，常常发生钻具被卡的事故，严重影响钻井工作的进行，因此必须对钻具进行解卡，一般采用辅助解卡工具进行解卡，其中震击器是解决卡钻事故的有效工具之一。

目前通常采用液压震击器进行解卡。液压震击器利用液压油在细小流道内流动时的阻尼作用作为锁紧机构，利用流道突然变化所引起的释放，在震击器内产生打击，从而在钻柱内形成震动，依靠瞬间的震动实现解卡。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

使用现有的液压震击器，每完成一次震击，须上提钻柱使震击器复位，才能进行下一次震击，人工操作繁琐，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种液压震击解卡工具，可对卡点提供持续自动震击。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明提供了一种液压震击解卡工具，包括连接杆、震击组件、驱动组件、动阀筒、静阀筒和外套筒，其中，

所述震击组件包括中心杆、中心活塞和连接套，所述连接杆的下部、所述中心杆和所述中心活塞位于所述连接套内，所述中心活塞的上端位于所述连接杆和所述连接套的限位台阶的下方，所述中心活塞的一部分位于所述中心杆的上端的上方；

所述连接套的下部与所述外套筒的上部连接；

所述驱动组件、所述动阀筒和所述静阀筒位于所述外套筒内，所述中心杆的下端与所述驱动组件的上端之间设置有第一弹簧；

所述所述驱动组件的下端与所述动阀筒连接，所述驱动组件用于带动所述动阀筒转动；

所述静阀筒位于所述动阀筒内，所述动阀筒的筒壁上开设有第一开孔，所述静阀筒的筒壁上开设有第二开孔，当所述动阀筒转动时，所述第一开孔和所述第二开孔连通或错开；

向所述连接杆的内腔注入的液体适于依次通过所述中心活塞、所述中心杆和所述驱动组件的内腔并进入到所述动阀筒与所述外套筒之间的空腔，并驱动所述驱动组件带动所述动阀筒转动；当所述第一开孔和所述第二开孔连通时，液体推动所述中心活塞向下压缩所述第一弹簧，当所述第一开孔和所述第二开孔错开时，所述第一弹簧伸张而使所述中心活塞向上，进而所述中心活塞的上端与所述外套筒的限位台阶相抵。

可选择地，所述驱动组件包括转子和定子，所述定子的外壁与所述外套筒的内壁固定贴合，所述转子位于所述定子内且适于在所述定子内转动，所述转子的下端与所述动阀筒连接，所述转子与所述定子之间的空隙适于液体流过。

可选择地，所述震击组件包括两个或两个以上的子震击组件，两个相邻的子震击组件中，上方的子震击组件的连接套与下方的子震击组件的连接套相连，上方的子震击组件的中心杆与下方的子震击组件的中心活塞连接；

最上方的子震击组件的中心活塞位于所述连接杆和所述连接套的限位台阶的下方，最下方的子震击组件的中心杆的下端与所述驱动组件的上端之间设置有第一弹簧。

可选择地，每个非最下方的子震击组件的中心活塞的下端与下侧相邻子震击组件的连接套的上端之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧套设在该非最下方震击组件的中心杆上。

可选择地，还包括本体短节，所述本体短节包括套筒，所述第一弹簧设置在所述套筒和所述驱动组件之间。

可选择地，所述本体短节与所述驱动组件之间连接有筛网。

可选择地，还包括限位螺母，所述限位螺母连接在所述中心杆和所述本体短节之间，所述第一弹簧套在所述限位螺母外。

可选择地，还包括上接头，所述上接头的下端与所述连接杆的上端可拆卸连接，所述上接头的靠近上端的内壁上设置有螺纹。

可选择地，还包括下接头，所述下接头的上端与所述静阀筒的下端连接，所述下接头的靠近下端的外壁上设置有螺纹。

可选择地，所述中心活塞和所述连接套之间设置有密封圈。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明提供的液压震击解卡工具，向连接杆的内腔注入的液体在流到驱动组件的内腔时，驱使驱动组件带动动阀筒转动，使动阀筒的第一开孔和静阀筒的第二开孔连通或者错开，进而使中心活塞的上端与外套筒的限位台阶相抵或者分离；中心活塞的上端与外套筒的限位台阶分离后又相抵的过程产生一次震击，通过驱动组件带动动阀筒持续转动，使动阀筒的第一开孔和静阀筒的第二开孔重复连通后错开再连通的过程，进而使中心活塞的上端与外套筒的限位台阶重复相抵后分离再相抵的过程，从而产生持续震击。因此本发明实施例提供的液压震击解卡工具通过向连接杆的内腔注入液体即可对卡点提供持续自动震击，人工操作简单，解卡效率较高。在产生震击的过程中，只有活塞与中心杆发生运动，没有其他机械部件的运动，组件间磨损较少，液压震击解卡工具的使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中一种液压震击解卡工具的剖面图；

图2为本发明一实施例中一种液压震击解卡工具的结构示意图。

图中的附图标记分别为：

1、上接头；

2、连接杆；

3、子震击组件；

301、连接套；

302、中心活塞；

303、中心杆；

4、第二弹簧；

5、第一弹簧；

6、限位螺母；

7、本体短节；

8、筛网；

9、外套筒；

10、驱动组件；

1001、定子；

1002、转子；

11、动阀筒；

1101、第一开孔；

12、静阀筒；

1201、第二开孔；

13、下接头；

14、第一密封圈；

15、第二密封圈；

16、连接套筒；

17、第三密封圈；

18、第四密封圈。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明一实施例提供了一种液压震击解卡工具，如图1所示，包括连接杆2、震击组件、驱动组件10、动阀筒11、静阀筒12和外套筒9，其中，

震击组件包括中心杆303、中心活塞302和连接套301，连接杆2的下部、中心杆303和中心活塞302位于连接套301内，中心活塞302的上端位于连接杆2和连接套301的限位台阶的下方，中心活塞302的一部分位于中心杆303的上端的上方；

连接套301的下部与外套筒9的上部连接；

驱动组件10、动阀筒11和静阀筒12位于外套筒9内，中心杆303的下端与驱动组件10的上端之间设置有第一弹簧5；

驱动组件10的下端与动阀筒11连接，驱动组件10用于带动动阀筒11转动；

静阀筒12位于动阀筒11内，动阀筒11的筒壁上开设有第一开孔1101，静阀筒12的筒壁上开设有第二开孔1201，当动阀筒11转动时，第一开孔1101和第二开孔1201连通或错开；

向连接杆2的内腔注入的液体适于依次通过中心活塞302、中心杆303和驱动组件10的内腔并进入到动阀筒11与外套筒9之间的空腔，液体驱使驱动组件10带动动阀筒11转动；当第一开孔1101和第二开孔1201连通时，液体推动中心活塞302向下压缩第一弹簧5，当第一开孔1101和第二开孔1201错开时，第一弹簧5伸张进而中心活塞302向上，中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶相抵。

以下就本发明实施例提供的液压震击解卡工具的工作原理给予描述：

首先将液压震击解卡工具的上端与下井管柱连接，下端与打捞工具连接，将装配后的装置下入井内，使打捞工具的下端与鱼头通过螺纹连接。打开地面泵车，向连接杆2内注入液体，液体依次通过中心活塞302、中心杆303和驱动组件10的内腔并进入到动阀筒11与外套筒9之间的空腔。由于液体具有一定的压力，当液体经过驱动组件10时，驱使驱动组件10带动动阀筒11转动，进而第一开孔1101和第二开孔1201连通或错开。当第一开孔1101和第二开孔1201错开时，动阀筒11与外套筒9之间的空腔内的液体不能流出，则中心活塞302、中心杆303和驱动组件10的内腔中的液体的压力增大，从而液体推动中心活塞302向下运动并推动中心杆303向下运动，中心杆303压缩第一弹簧5，中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶分离；当第一开孔1101和第二开孔1201连通时，动阀筒11与外套筒9之间的空腔内的液体依次通过第一开孔1101和第二开孔1201流入到静阀筒12内，则中心活塞302、中心杆303和驱动组件10的内腔中的液体的压力减小，第一弹簧5伸张，中心杆303向上运动并推动中心活塞302向上运动，进而中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶相抵，产生一次震击。由于驱动组件持续带动动阀筒11转动，第一开孔1101和第二开孔1201连续连通和错开，从而使中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶连续分离和相抵，产生持续的震击，提高解卡成功率，效率较高。

本发明实施例提供的液压震击解卡工具，通过向连接杆2的内腔注入的液体在流到驱动组件10的内腔时，驱使驱动组件10带动动阀筒11转动，使动阀筒11的第一开孔1101和静阀筒12的第二开孔1201连通或者错开，进而使中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶相抵或者分离；中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶分离后又相抵的过程产生一次震击，通过驱动组件10带动动阀筒11持续转动，使动阀筒11的第一开孔1101和静阀筒12的第二开孔1201重复连通后错开再连通的过程，进而使中心活塞302的上端与外套筒9的限位台阶重复相抵后分离再相抵的过程，从而产生持续震击。因此本发明实施例提供的液压震击解卡工具通过向连接杆的内腔注入液体即可对卡点提供持续自动震击，人工操作简单，解卡效率较高。在产生震击的过程中，只有活塞与中心杆发生运动，没有其他机械部件的运动，组件间磨损较少，液压震击解卡工具的使用寿命长。

驱动组件10可有多种结构，在基于结构简单的前提下，以下给出一种实施方式：

如图1所示，驱动组件10包括转子1002和定子1001，定子1001的外壁与外套筒9的内壁固定贴合，转子1002位于定子1001内且适于在定子1001内转动，转子1002的下端与动阀筒11连接，转子1002与定子1001之间的空隙适于液体流过。

如此设置驱动组件10的结构，当液体进入转子1002和定子1001之间的空隙内时，由于液体具有一定的压力，且转子1002适于在定子1001内转动，则液体推动转子1002在定子1001内转动，由于转子1002下端和动阀筒11的上端连接，则转子1002的转动带动动阀筒11转动。

转子1002下端和动阀筒11的上端的连接方式可以有多种，比如通过焊接进行连接，或者通过螺纹进行连接。本实施例优选通过螺纹进行连接，便于转子1002和动阀筒11的装配和拆卸。

在本实施例中，如图2所示，震击组件包括四个子震击组件3。如图1所示，两个相邻的子震击组件中，上方的子震击组件的连接套的下端与下方的子震击组件的连接套的上端相连，上方的子震击组件的中心杆的下端与下方的子震击组件的中心活塞的上端连接；

最上方的子震击组件的中心活塞位于连接杆和该子震击组件的连接套的限位台阶的下方，最下方的子震击组件的中心杆的下端与驱动组件的上端之间设置有第一弹簧5。

具体地，两个相邻的子震击组件中，上方的子震击组件的连接套与下方的子震击组件的连接套可通过螺纹进行相连。

如此，可根据卡点的位置调整子震击组件3的数量。当卡点的位置离井口的位置比较远时，可增加子震击组件3的数量；当卡点的位置离井口的位置比较近时，可减少子震击组件3的数量。

向连接杆2的内腔注入液体，当第一开孔1101和第二开孔1201错开时，震击组件的内腔中的液体的压力增加，液体推动每一个子震击组件3的中心活塞302向下运动，中心活塞302推动中心杆303向下运动，从而第一弹簧5压缩。当第一开孔1101和第二开孔1201连通时，震击组件的内腔中的液体的压力减小，第一弹簧5受到的压力减小而伸张，从而第一弹簧5推动最下方的子震击组件3的中心杆向上运动，最下方的子震击组件3的中心杆推动中心活塞向上运动；相邻的两个子震击组件中，下方的子震击组件的中心活塞推动上方的子震击组件的中心杆向上运动，上方的子震击组件的中心杆又推动上方的子震击组件的中心活塞向上运动，从而使每个子震击组件的中心活塞的上端与连接套的限位台阶相抵，产生震击。

在本实施例中，每个非最下方的子震击组件3的中心活塞的下端与下侧相邻子震击组件的连接套的上端之间可设置有第二弹簧4，第二弹簧4套设在该非最下方震击组件的中心杆上。

这样，当第一开孔1101和第二开孔1201错开时，液体推动每一个子震击组件3的中心活塞向下运动，每一个非最下方的子震击组件3的中心活塞使该中心活塞与下一个子震击组件的连接套之间的第二弹簧压缩；当第一开孔1101和第二开孔1201连通时，第二弹簧4伸张，每一个非最下方的子震击组件3的中心杆推动中心活塞向上运动，第二弹簧4伸张，第二弹簧4的弹力可推动中心活塞的上端与外套筒9的限位台阶相抵，增加对卡点的震击的力度，从而提高解卡的效率。

在本实施例中，如图1所示，液压震击解卡工具还可包括本体短节7，本体短节7包括套筒，套筒的上端与第一弹簧5连接，套筒的下端与驱动组件10连接。本体短节7一方面可起到连接第一弹簧5和驱动组件10的作用，另一方面也可增加液压震击解卡工具的长度。

具体地，本体短节7的上部通过螺纹与最下方的子震击组件的连接套的下部连接，下部通过螺纹与外套筒9的上部连接。

参见图1，第一弹簧5与最下方的子震击组件的中心杆之间设置有连接套筒16，连接套筒16的上端与最下方的子震击组件的中心杆连接，第一弹簧5设置在连接套筒16和本体短节7之间。具体地，可设置连接套筒16的壁厚大于中心杆的壁厚，连接套筒16更适于压缩第一弹簧5。

在本实施例中，如图1所示，液压震击解卡工具还可包括限位螺母6，限位螺母6连接在最下方的子震击组件的中心杆和本体短节7之间，第一弹簧5套在限位螺母6外。限位螺母6将第一弹簧5固定在其外部，防止第一弹簧5压缩或者伸张时沿水平方向移动。

在本实施例中，如图1所示，本体短节7与驱动组件10之间连接有筛网8。筛网8可将水中的杂质滤除，防止水中的杂质进入驱动组件的转子1002和定子1001之间的空隙，造成转子1002卡住不能转动的问题，或者磨损转子1002。

在本实施例中，如图1和图2所示，液压震击解卡工具还包括上接头1，上接头1的下端与连接杆2的上端可拆卸连接，上接头1的靠近上端的内壁上设置有螺纹。具体地，上接头1的下端通过螺纹与连接杆2的上端连接，上接头1的上端可通过螺纹与下井管柱的下端连接，便于拆卸和装配。

在本实施例中，如图1和图2所示，液压震击解卡工具还包括下接头13，下接头13的上端与静阀筒12的下端可拆卸连接，下接头13的靠近下端的外壁上设置有螺纹。具体地，下接头13的上端与静阀筒12可通过螺纹连接，下接头13的下端可通过螺纹与打捞工具连接，便于装配和拆卸。

在本实施例中，每一个子震击组件的中心活塞和连接套之间设置有密封圈，例如，如图1所示，子震击组件3的中心活塞302与连接套301之间设置有第二密封圈15，每一个非最下方的子震击组件的中心杆与其相邻的下侧的子震击组件的连接套之间设置有密封圈，例如如图1所示，子震击组件3的中心杆303与其相邻的下侧的子震击组件的连接套之间第一密封圈14。连接套筒16与最下方的子震击组件的连接套之间设置有第三密封圈17，连接杆2的下端与最上方的子震击组件的连接套之间设置有第四密封圈18。密封圈提高了两个部件之间的密封性能，保证震击组件的内腔的密封良好，从而在第一开孔1101和第二开孔1201错开时，震击组件的内腔的液体的压力增大。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液压震击解卡工具，其特征在于，包括连接杆、震击组件、驱动组件、动阀筒、静阀筒和外套筒，其中，

所述震击组件包括中心杆、中心活塞、连接套以及两个或两个以上的子震击组件，所述连接杆的下部、所述中心杆和所述中心活塞位于所述连接套内，所述中心活塞的上端位于所述连接杆和所述连接套的限位台阶的下方，所述中心活塞的一部分位于所述中心杆的上端的上方；

两个相邻的子震击组件中，上方的子震击组件的连接套与下方的子震击组件的连接套相连，上方的子震击组件的中心杆与下方的子震击组件的中心活塞连接；

最上方的子震击组件的中心活塞位于所述连接杆和所述连接套的限位台阶的下方，最下方的子震击组件的中心杆的下端与所述驱动组件的上端之间设置有第一弹簧；

所述连接套的下部与所述外套筒的上部连接；

所述驱动组件、所述动阀筒和所述静阀筒位于所述外套筒内；

所述驱动组件包括转子和定子，所述定子的外壁与所述外套筒的内壁固定贴合，所述转子位于所述定子内且适于在所述定子内转动，所述转子的下端与所述动阀筒连接，所述转子与所述定子之间的空隙适于液体流过；所述驱动组件用于带动所述动阀筒转动；

所述静阀筒位于所述动阀筒内，所述动阀筒的筒壁上开设有第一开孔，所述静阀筒的筒壁上开设有第二开孔，当所述动阀筒转动时，所述第一开孔和所述第二开孔连通或错开；

向所述连接杆的内腔注入的液体适于依次通过所述中心活塞、所述中心杆和所述驱动组件的内腔并进入到所述动阀筒与所述外套筒之间的空腔，并驱动所述驱动组件带动所述动阀筒转动；当所述第一开孔和所述第二开孔连通时，液体推动所述中心活塞向下压缩所述第一弹簧，当所述第一开孔和所述第二开孔错开时，所述第一弹簧伸张而使所述中心活塞向上，进而所述中心活塞的上端与所述外套筒的限位台阶相抵。

2.根据权利要求1所述的液压震击解卡工具，其特征在于，每个非最下方的子震击组件的中心活塞的下端与下侧相邻子震击组件的连接套的上端之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧套设在该非最下方震击组件的中心杆上。

3.根据权利要求1所述的液压震击解卡工具，其特征在于，还包括本体短节，所述本体短节包括套筒，所述第一弹簧设置在所述套筒和所述驱动组件之间。

4.根据权利要求3所述的液压震击解卡工具，其特征在于，所述本体短节与所述驱动组件之间连接有筛网。

5.根据权利要求3所述的液压震击解卡工具，其特征在于，还包括限位螺母，所述限位螺母连接在所述中心杆和所述本体短节之间，所述第一弹簧套在所述限位螺母外。

6.根据权利要求1所述的液压震击解卡工具，其特征在于，还包括上接头，所述上接头的下端与所述连接杆的上端可拆卸连接，所述上接头的靠近上端的内壁上设置有螺纹。

7.根据权利要求1所述的液压震击解卡工具，其特征在于，还包括下接头，所述下接头的上端与所述静阀筒的下端连接，所述下接头的靠近下端的外壁上设置有螺纹。

8.根据权利要求1-7其中任一项所述的液压震击解卡工具，其特征在于，所述中心活塞和所述连接套之间设置有密封圈。