CN109577899B - 一种具有防转结构的电缆式液压震击器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种具有防转结构的电缆式液压震击器，属于石油测井技术领域。包括上接头组件、平衡加速组件、震击组件和下接头组件；在平衡加速组件和震击组件中设置有防转结构。在仪器串遇卡后，通过上拉电缆，加速筒外壳内的蓄能弹性件积蓄能量，达到解锁力值时，震击组件产生向上的震击效果，可将遇卡的位置震松，最后从井筒中提出仪器串。在工作过程中，防转结构用来防止芯轴和外壳产生相对转动，使仪器内部贯通线不被绞断，损坏。该装置结构设计合理、操作简单，在提高效率的同时减少了因仪器损坏、打捞等产生的成本。

Description

一种具有防转结构的电缆式液压震击器

技术领域

本发明属于石油测井技术领域，具体涉及一种具有防转结构的电缆式液压震击器。

背景技术

在测井作业过程中，仪器存在遇卡的风险，如以下情况：在测井作业中，井队钻井质量不过关，井筒存在变形；在核磁测井过程中，核磁仪器外径较大，井筒较小，仪器在测井中，容易遇卡；在射孔作业中，炮弹射孔容易使仪器在井下震动，井筒变形等都可能造成仪器遇卡。导致整个仪器串在井下拉不出，此时需要进行穿芯打捞，造成很大的成本。

震击器用于各类石油测井，如射孔、取芯和核磁等井下作业，通过将此仪器连接在整个仪器串靠近上端位置，一般设置在电缆连接器的下端，随着测井仪器串下放到井筒中。在测井中，使用震击器可在遇卡后，通过上拉电缆产生向上震击效果，可将遇卡的位置震松，最后从井筒中提出仪器串，节约成本。但目前这方面仪器的设计还不成熟，使用效果不佳。而且在使用中，芯轴与外壳之间在相对水平运动时存在相对转动，会造成贯通线绞断或损坏问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有防转结构的电缆式液压震击器，通过设置防转螺钉和拨叉，防止内部轴和外壳在相对水平运动时产生相对转动，避免内部贯通线的绞断或损坏。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种具有防转结构的电缆式液压震击器，包括上接头组件、平衡加速组件、震击组件和下接头组件；震击组件的两端分别连接平衡加速组件和下接头组件，平衡加速组件连接上接头组件；下接头组件与下部仪器机械、电气连接，上接头组件与上部仪器机械、电气连接；平衡加速组件包括加速筒外壳和加速筒芯轴，加速筒芯轴穿设于加速筒外壳；

震击组件包括震击外壳，震击外壳内部穿设有震击轴，震击轴穿套于加速筒芯轴内部，震击轴与加速筒外壳固定连接，震击轴上设有震击弹性件、推套和密封活塞，震击弹性件一端顶在震击外壳上，另一端顶在推套上，推套顶在密封活塞上，震击轴末端设有震击锤，震击外壳内填充有液压油，且填充液压油的腔体直径大于与密封活塞配合部位的腔体直径，液压油与密封活塞通过震击外壳上的细长孔连通；

在加速筒芯轴末端的台阶设有通孔，震击轴上设有防转槽，防转螺钉穿过通孔伸入防转槽中；震击轴上连接有拨叉，拨叉由主体和延长臂构成，主体与震击轴固定连接，延长臂插入震击外壳上的拨叉插槽中。

优选地，平衡加速组件包括平衡外壳，加速筒芯轴与平衡外壳固定连接，平衡外壳上设有若干连通外部泥浆的泥浆孔；加速筒芯轴上设有限位座、弹簧座和平衡活塞，限位座和弹簧座与加速筒芯轴固定连接，平衡活塞与弹簧座之间设有拉伸弹性件；加速筒外壳内部设有蓄能弹性件，蓄能弹性件的一端顶在加速筒外壳外壳上，另一端顶在加速筒芯轴末端的台阶上；在平衡活塞与弹簧座之间加速筒芯轴上设有若干连通液压油箱的液压油孔；

优选地，防转槽为腰型槽。

进一步优选地，防转槽的宽度沿震击轴轴向方向自下而上变窄。

优选地，拨叉主体为两瓣对开式结构，两瓣通过固定螺钉连接并固定在震击轴上，每瓣上固定有延长臂。

优选地，拨叉的延长臂的宽度沿震击轴轴向方向自上而下变窄。

进一步优选地，拨叉插槽的宽度一致，且大于等于拨叉的延长臂的最大宽度，拨叉插槽的长度大于延长臂的长度。

优选地，限位座上设有用于与平衡外壳密封的第一密封圈，平衡活塞上设有用于与加速筒芯轴密封的第二密封圈和用于与平衡外壳密封的第三密封圈。

优选地，加速筒外壳上设有用于与加速筒芯轴密封的第四密封圈，震击外壳上设有用于与震击轴密封的第五密封圈。

优选地，蓄能弹性件和震击弹性件由弹性性能不同的两组弹簧或碟簧构成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种具有防转结构的电缆式液压震击器，在仪器串遇卡后，通过上拉电缆，加速筒外壳内的蓄能弹性件积蓄能量，达到解锁力值时，震击组件产生向上的震击效果，可将遇卡的位置震松，最后从井筒中提出仪器串。防转螺钉和拨叉作为防转结构用来防止芯轴和外壳产生相对转动，使仪器内部贯通线在工作过程中不被绞断，损坏。该装置结构设计合理、操作简单，在提高效率的同时减少了因仪器损坏、打捞等产生的成本。

进一步地，防转槽为腰型槽，两端的圆弧可以减少防转螺钉的冲击力，提高安全性和使用寿命，减小维修成本。

更进一步地，防转槽的宽度沿震击轴轴向方向自下而上变窄，当加速筒芯轴上拉的过程中，防转螺钉由宽位置向窄位置移动，此时速度慢，作用在于加速筒芯轴与震击轴防转；其次在仪器拉到解锁力值后，震击轴会快速向上运动，此时防转螺钉是由窄位置向宽位置运动，此时速度非常快，可避免位移时的摩擦，运动效果不会受到干涉。

进一步地，拨叉主体采用两瓣对开式的结构，两瓣对开式可卡在震击轴的尾部。两瓣对开式是震击轴末端圆面上下有一定宽度的两个平面，与两瓣对开式相匹配，通过若干螺钉将其固定在震击轴上，当拨叉受到旋转扭矩时，可通过一定宽度的两个平面将力传递给轴，使之没有相互转动；而且两瓣对开式方便安装。

进一步地，拨叉的延长臂的宽度沿震击轴轴向方向自上而下变窄，在拉到解锁力值后，震击轴会向上运动，此时拨叉的延长臂宽位置远离震击外壳的槽子，此时解锁以后拨叉运动速度非常快，因此可避免摩擦，运动效果不会受到干涉。

更进一步地，拨叉插槽的宽度一致，且大于等于拨叉的延长臂的最大宽度，使延长臂的行动不会受到拨叉插槽槽壁的干涉；拨叉插槽的长度大于延长臂的长度，使拨叉在任何状态下都不会脱离拨叉插槽。

进一步地，通过合理设置密封圈的位置，使泥浆和装置内部的液压油不会进入到其它腔体，影响装置的正常运行。

进一步地，蓄能弹性件由弹性性能不同的两组弹簧或碟簧构成，蓄能弹性件可以给整个震击动作提供能量，在震击轴处于自由状态时，可由蓄能弹性件释放，使得震击轴带动震击锤产生撞击动作。采用两组弹性性能不同的弹簧或碟簧组合使用，便于根据实际需要，调节得到不同的压缩量长度，进而获得不同数值的解锁力值。震击弹性件由弹性性能不同的两组弹簧或碟簧构成，为整个上拉提供一定的负载，达到解锁力值，同时为完成震击动作后仪器复位提供弹力。采用两组弹性性能不同的弹簧或碟簧组合使用，便于根据实际需要，调节得到不同的压缩量长度，进而获得不同数值的负载力值。

附图说明

图1为本发明的整体结构正视图；

图2为本发明的A-A剖面图；

图3为本发明的B-B剖面图；

图4为本发明的拨叉的结构图示意图；

图中：1-平衡外壳，2-限位座，3-第一密封圈，4-第二密封圈，5-第三密封圈，6-拉伸弹性件，7-弹簧座，8-加速筒芯轴，9-蓄能弹性件，10-加速筒外壳，11-防转螺钉，12-震击轴，13-推套，14-密封活塞，15-震击外壳，16-拨叉，17-平衡活塞，18-第四密封圈，19-第五密封圈，20-震击弹性件，21-震击锤，22-防转槽，23-拨叉插槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1，本发明的一种具有防转结构的电缆式液压震击器，包括上接头组件、平衡加速组件、震击组件和下接头组件；震击组件的两端分别连接平衡加速组件和下接头组件，平衡加速组件连接上接头组件；下接头组件与下部仪器机械、电气连接，上接头组件与上部仪器机械、电气连接；

平衡加速组件包括平衡外壳1和加速筒外壳10，平衡外壳1和加速筒外壳10内部穿设有加速筒芯轴8，加速筒芯轴8与平衡外壳1固定连接，平衡外壳1上设有若干连通外部泥浆的泥浆孔；加速筒芯轴8上设有限位座2、弹簧座7和平衡活塞17，限位座2和弹簧座7与加速筒芯轴8固定连接，平衡活塞17与弹簧座7之间设有拉伸弹性件6；加速筒外壳10内部设有蓄能弹性件9，蓄能弹性件9的一端顶在加速筒外壳10外壳上，另一端顶在加速筒芯轴8末端的台阶上；在平衡活塞17与弹簧座7之间加速筒芯轴8上设有若干连通液压油箱的液压油孔；

震击组件包括震击外壳15，震击外壳15内部穿设有震击轴12，震击轴12穿套于加速筒芯轴8内部，震击轴12与加速筒外壳10固定连接，震击轴12上设有震击弹性件20、推套13和密封活塞14，震击弹性件20一端顶在震击外壳15上，另一端顶在推套13上，推套13顶在密封活塞14上，震击轴12末端设有震击锤21，震击外壳15内填充有液压油；液压油与密封活塞14通过震击外壳15上的细长孔连通；

在加速筒芯轴8末端的台阶设有通孔，震击轴12上设有防转槽22，防转槽22可以设计为腰型槽，防转槽22的宽度可以设计为沿震击轴12轴向方向自下而上变窄，防转螺钉11穿过通孔伸入防转槽22中；震击轴12上连接有拨叉16，拨叉16由主体和延长臂构成，主体与震击轴12固定连接，延长臂插入震击外壳15上的拨叉插槽23中，主体可以设计为两瓣对开式结构，两瓣通过固定螺钉连接并固定在震击轴12上，每瓣上固定有延长臂，延长臂的宽度可以设计为沿震击轴12轴向方向自上而下变窄，拨叉插槽23的宽度一致，且大于拨叉16的延长臂的最大宽度，拨叉插槽23的长度大于延长臂的长度。

密封装置设在如下位置：限位座2上设有用于与平衡外壳1密封的第一密封圈3，平衡活塞17上设有用于与加速筒芯轴8密封的第二密封圈4和用于与平衡外壳1密封的第三密封圈5，加速筒外壳10上设有用于与加速筒芯轴8密封的第四密封圈18，震击外壳15上设有用于与震击轴12密封的第五密封圈19。以上密封装置一般采用常用的O型密封圈，也可以采用其它形式的密封装置，包括但不限于V型、U型、心型、组合式等，根据实际需要进行选型。

如图1、2所示，上部防转的结构中，加速筒外壳10与震击轴12通过螺纹连接，并通过在螺纹的退刀槽内设置防退螺钉来达到防退扣效果。加速筒外壳10中设置有蓄能弹性件9。蓄能弹性件9一端顶在加速筒外壳10，另一端顶在加速筒芯轴8上面。当加速筒芯轴8上拉时，蓄能弹性件9被压缩。加速筒芯轴8上面设置有若干防转螺钉11。震击轴12上设置有若干与防转螺钉11数量匹配的槽子。防转螺钉11直径可以伸到震击轴12的槽子中。加速筒外壳10设置有第四密封圈18，用来与加速筒芯轴8之间密封，防止泥浆进入仪器内部。

如图1、2所示，本发明的上部防转结构中，震击轴12上设置有若干与防转螺钉11数量匹配的防转槽22，防转槽22的宽度不一致，靠近仪器上端的槽子窄，靠近仪器下端的槽子宽。当加速筒芯轴8上拉的过程中，防转螺钉11由宽槽子位置向窄槽子位置移动，此时速度慢，作用在于加速筒芯轴8与震击轴12防转，其次在仪器拉到解锁力值后，震击轴12会快速向上运动，震击锤21向上产生震击，此时防转螺钉11由窄槽子向宽槽子运动，此时速度非常快，该结构可避免摩擦，运动效果不会受到干涉。

如图1、3、4所示，下部防转结构中，震击外壳15套在震击轴12上，通过第五密封圈19密封。震击轴12上设置有复位弹性件20，一端顶在震击外壳15上，另一端顶在推套13上。推套13顶在密封活塞14上。当仪器没有上拉力时，震击轴12处于自由状态，震击弹性件20会推动推套13，推套13推动密封活塞14复位。密封活塞14会推动震击轴12复位，此时内部元件回到原始状态。震击轴12设置有拨叉16，拨叉16插在震击外壳15上的与之匹配的槽子中。

如图1、3、4所示，下部防转结构中，拨叉16设置有两个延长臂，震击外壳15设置有与之匹配的拨叉插槽23，此槽子宽度一致。拨叉16设置的延长臂是由宽变窄的设计特征，延长臂最宽位置与震击外壳15槽子匹配，窄的位置尺寸小于拨叉插槽23。作用是震击轴12与震击外壳15防转，其次在仪器拉到解锁力值后，震击轴12会向上运动，此时拨叉16的延长臂宽位置远离拨叉插槽23，此时解锁以后拨叉16运动速度非常快，因此可避免摩擦，运动效果不会受到干涉。当震击轴12复位时，拨叉16的延长臂再由窄位置慢慢到宽位置进入到震击外壳15的槽子中。此过程中，拨叉16始终未脱离拨叉插槽23。

综上，如图1、2、3、4所示，平衡外壳1与加速筒芯轴8螺纹连接并防转，加速筒芯轴8通过若干防转螺钉11与震击轴12防转，震击轴12通过拨叉16与震击外壳15防转，整个仪器芯轴和外壳保证没有轴向转动。

本发明的工作原理如下：

上部防转结构原理：如图1、2所示，加速筒外壳10与震击轴12通过螺纹连接，并具有防退扣效果。加速筒外壳10中设置有蓄能弹性件9。蓄能弹性件9一端顶在加速筒外壳10，另一端顶在加速筒芯轴8上面。当加速筒芯轴8上拉时，蓄能弹性件9被压缩。加速筒芯轴8上面设置有若干防转螺钉11。震击轴12上设置有若干与防转螺钉11数量匹配的防转槽22。防转螺钉11直径可以伸到震击轴12的防转槽22中，防转槽22宽度不一致，靠近仪器上端的槽子窄，靠近仪器下端位置槽子宽。当加速筒芯轴8上拉的过程中，防转螺钉11由宽槽子位置向窄槽子位置移动，此时速度慢。在仪器拉到解锁力值后，震击轴12会快速向上运动，此时防转螺钉11是由窄槽子向宽槽子运动，此时速度非常快，因此可避免摩擦，运动效果不会受到干涉。加速筒外壳10设置有第四密封圈18，用来与加速筒芯轴8之间密封，防止泥浆进入仪器内部。

下部防转结构原理：如图1、3、4所示，震击外壳15套在震击轴12上，通过第五密封圈19密封。震击轴12上设置有震击弹性件20，一端顶在震击外壳15上，另一端顶在推套13上。推套13顶在密封活塞14上。当仪器没有上拉力时，震击轴12处于自由状态，震击弹性件20会推动推套13，推套13推动密封活塞14复位。密封活塞14会推动震击轴12复位，此时内部元件回到原始状态。震击轴12设置有拨叉16。拨叉16设置有两个延长臂，震击外壳15设置有与之匹配的拨叉插槽23，拨叉插槽23的宽度一致；拨叉16的延长臂是由宽变窄的设计特征，延长臂最宽位置与拨叉插槽23匹配，窄的位置尺寸小于震击外壳15的拨叉插槽23。作用是震击轴12与震击外壳15防转，其次在仪器拉到解锁力值后，震击轴12会向上运动，此时拨叉16的延长臂宽位置远离拨叉插槽23，此时解锁以后拨叉16运动速度非常快，因此可避免摩擦，运动效果不会受到干涉。当震击轴12复位时，拨叉16的延长臂再由窄位置慢慢到宽位置进入到拨叉插槽23中。此过程中，拨叉16始终未脱离拨叉插槽23。

本发明在工作时：

将本发明的具有防转结构的电缆式液压震击器连接在仪器串的上端，最好接在电缆连接器即马龙头下端，三参数上端。震击器在整个使用过程中，都必须保证芯轴和外壳之间无相对转动并密封。采用上述的防转结构，使得整个仪器串中两个芯轴和三个外壳之间无相对转动，使仪器内部贯通线不被绞断，损坏。

Claims (4)

1.一种具有防转结构的电缆式液压震击器，其特征在于，包括上接头组件、平衡加速组件、震击组件和下接头组件；震击组件的两端分别连接平衡加速组件和下接头组件，平衡加速组件连接上接头组件；下接头组件与下部仪器连接，上接头组件与上部仪器连接；平衡加速组件包括加速筒外壳（10）和加速筒芯轴（8），加速筒芯轴（8）穿设于加速筒外壳（10）内；

震击组件包括震击外壳（15），震击外壳（15）内部穿设有震击轴（12），震击轴（12）穿套于加速筒芯轴（8）内部，震击轴（12）与加速筒外壳（10）固定连接，震击轴（12）上设有震击弹性件（20）、推套（13）和密封活塞（14），震击弹性件（20）一端顶在震击外壳（15）上，另一端顶在推套（13）上，推套（13）顶在密封活塞（14）上，震击轴（12）末端设有震击锤，震击外壳（15）内填充有液压油，且填充液压油的腔体直径大于与密封活塞（14）配合部位的腔体直径，液压油与密封活塞（14）通过震击外壳（15）上的细长孔连通；

在加速筒芯轴（8）末端的台阶设有通孔，震击轴（12）上设有防转槽（22），防转螺钉（11）穿过通孔伸入防转槽（22）中；震击轴（12）上连接有拨叉（16），拨叉（16）由主体和延长臂构成，主体与震击轴（12）固定连接，延长臂插入震击外壳（15）上的拨叉插槽（23）中；防转槽（22）为腰型槽，防转槽（22）的宽度沿震击轴（12）轴向方向自下而上变窄；拨叉（16）主体为两瓣对开式结构，两瓣通过固定螺钉连接并固定在震击轴（12）上，每瓣上固定有延长臂；拨叉（16）的延长臂的宽度沿震击轴（12）轴向方向自上而下变窄；拨叉插槽（23）的宽度一致，且大于等于拨叉（16）的延长臂的最大宽度，拨叉插槽（23）的长度大于延长臂的长度；

平衡加速组件包括平衡外壳（1），加速筒芯轴（8）与平衡外壳（1）固定连接，平衡外壳（1）上设有若干连通外部泥浆的泥浆孔；加速筒芯轴（8）上设有限位座（2）、弹簧座（7）和平衡活塞（17），限位座（2）和弹簧座（7）与加速筒芯轴（8）固定连接，平衡活塞（17）与弹簧座（7）之间设有拉伸弹性件（6）；加速筒外壳（10）内部设有蓄能弹性件（9），蓄能弹性件（9）的一端顶在加速筒外壳（10）外壳上，另一端顶在加速筒芯轴（8）末端的台阶上；在平衡活塞（17）与弹簧座（7）之间加速筒芯轴（8）上设有若干连通液压油箱的液压油孔。

2.根据权利要求1所述的具有防转结构的电缆式液压震击器，其特征在于，限位座（2）上设有用于与平衡外壳（1）密封的第一密封圈（3），平衡活塞（17）上设有用于与加速筒芯轴（8）密封的第二密封圈（4）和用于与平衡外壳（1）密封的第三密封圈（5）。

3.根据权利要求1所述的具有防转结构的电缆式液压震击器，其特征在于，加速筒外壳（10）上设有用于与加速筒芯轴（8）密封的第四密封圈（18），震击外壳（15）上设有用于与震击轴（12）密封的第五密封圈（19）。

4.根据权利要求1所述的具有防转结构的电缆式液压震击器，其特征在于，蓄能弹性件（9）和震击弹性件（20）由弹性性能不同的两组弹簧或碟簧构成。