CN112664155A - 一种新型连续油管用液压双向震击器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型连续油管用液压双向震击器，包括下接头1，转换接头2，液压油缸3，黄油缸4，缸盖5，上接头6，芯轴7，震击活塞8，并帽9，防松螺钉10，连接短节11，下活塞12，上活塞13，密封件14，O型密封件15，防尘圈16，O型密封圈17，金属密封组件18，注油孔19，所述下接头1，转换接头2，液压油缸3，黄油缸4，缸盖5连接为一体，形成外壳部分，芯轴7，震击活塞8，并帽9，连接短节11，上接头6连接为一体式，形成芯轴部分，震击活塞8实现全金属密封，下击或上击时液压油只能通过节流孔8‑1，液压油腔室设计有下活塞12，黄油腔室下部有上活塞13，有效平衡震击使的脉冲压力，提高了产品的可靠性。

Description

一种新型连续油管用液压双向震击器

技术领域

本发明属于石油与天然气钻探工程井下工具技术领域，涉及一种新型连续油管用液压双向震击器。

背景技术

连续油管作业技术由于其本身具有的柔性刚度及自动化程度高、可带压作业等特性，近年来获得飞速发展，目前该技术几乎涉及到了所有的常规钻杆、油管作业。由于连续油管管径小，抗拉强度有限，在作业过程中连续油管遇阻后所需上提力超过连续油管屈服强度80%时，便不能直接上提实现解卡。目前的技术手段是通过震击器反复给卡点处向上或向下的震击力，使卡点逐渐松动，实现对连续油管管柱解卡。

现阶段常用的液压震击器，其震击活塞密封元件多采用橡胶密封件，在井底高温及反复磨损的作用下容易发生密封失效，导致产品在现场震击力不足甚至失去震击效果，产品可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型连续油管用液压双向震击器，解决了现有技术中震击活塞容易发生密封失效和产品可靠性不高等问题。

本发明所采用的技术方案是：

下接头1上端通过螺纹连接与转换接头2连接到一起，转换接头2上设计有注油孔19，转换接头2上端通过螺纹连接与液压油缸3连接到一起，液压油缸3通过螺纹连接与黄油缸4连接到一起，黄油缸4上端通过螺纹连接与缸盖5连接到一起，形成震击器外壳部分。震击活塞8、并帽9、防松螺钉10与芯轴7通过螺纹连接为一体，连接短节11下端与芯轴7、上端与上接头6连接为一体，形成震击器芯轴部分。所述连接短节11上设有芯轴连接螺纹11-1，芯轴密封圈槽11-2，花键11-3，上接头密封圈槽11-4，上接头连接螺纹11-5，定位螺钉11-6，通过花键11-3与黄油缸4中的键槽配合，实现工具传递扭矩能力，所述液压油缸3上设计有导向角3-1，缩颈内表面3-2，所述震击活塞8上设计有节流孔8-1，过油孔8-2，下密封面8-3，上密封面8-4，外表面8-5，内表面8-6。当下击时，震击活塞8通过导向角3-1进入液压油缸3上的缩颈内表面3-2，震击活塞外表面8-5与缩颈内表面3-2过盈配合形成密封，震击活塞8上的上密封面8-4与并帽9上的限位倒角9-1接触并形成金属密封，芯轴7与并帽9之间通过金属密封组件18形成密封，从而保证了液压油只能通过节流孔8-1从下腔室进入上腔室，在节流孔8-1内设置有阀芯20，通过调整阀芯20与节流孔8-1间的间隙，调整液压油的过流面积，进而调整震击器的延迟时间，过流面积越小，震击器的延迟时间越长，震击力越大；过流面积越大，震击器的延迟时间越短，震击力越小。当震击活塞8通过液压油缸3上的缩颈部分，能量得以释放加速管柱下移，并对管柱形成一个冲击力。同样的上击时，震击活塞8上的下密封面8-3与芯轴7上的限位倒角7-1接触并形成密封，液压油只能通过节流孔8-1从上腔室进入下腔室，节流蓄能使管柱逐渐被拉长，当震击活塞8通过液压油缸3上的缩颈内表面3-2，能量得以释放加速管柱上移，并最终对管柱形成一个冲击力。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）本发明中液压双向震击器的震击活塞采用金属密封，提高了工具耐高温、耐磨损性能；

2）震击器生产成型后仍然可以通过调节阀芯与节流孔间的间隙，调节过流面积，进而调整震击器震击力，最终可实现震击器满足不同井底温度、不同液压油品的使用要求；

3）可将阀芯设置为上击、下击两段，通过将下击段阀芯外径设置略大于上击段，实现下击震击力始终大于上击震击力，贴合工程实际，防止管柱拉断。

附图说明

图1是新型连续油管用液压双向震击器结构示意图；

图中，1.下接头，2.转换接头，3.液压油缸，4.黄油缸，5.缸盖，6.上接头，7.芯轴，8.震击活塞，9.并帽，10.防松螺钉，11.连接短节，12.下活塞，13.上活塞，14.密封件，15.O型密封件，16.防尘圈，17.O型密封圈，18.金属密封组件，19.注油孔，20.阀芯。

图2是震击活塞工作时局部放大图；

图中，3-1.导向角，3-2.缩颈内表面，7-1.芯轴限位倒角，7-2.芯轴外表面，9-1.并帽限位倒角。

图3是震击活塞结构示意图；

图中，8-1.节流孔，8-2.过油孔，8-3.下密封面，8-4.上密封面，8-5.外表面，8-6.内表面。

图4是连接短节结构示意图；

图中，11-1.芯轴连接螺纹，11-2.芯轴密封圈槽，11-3.花键，11-4.上接头密封圈槽，11-5.上接头连接螺纹，11-6.定位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明的结构是，产品由下接头1，转换接头2，液压油缸3，黄油缸4，缸盖5，上接头6，芯轴7，震击活塞8，并帽9，防松螺钉10，连接短节11，下活塞12，上活塞13，密封组件14，O型密封件15，防尘圈16，O型密封圈17，金属密封组件18，注油孔19，阀芯20等部件组成。在转换接头2上设计有呼吸口2-1，在黄油缸4上设计有呼吸口4-1，安装完成后呼吸口2-1位于下活塞12下方，呼吸口4-1位于上活塞13下方，实现震击时下活塞12、上活塞13可浮动。将震击活塞8的密封件设计为金属密封，有效的延长了震击活塞的密封效果和使用寿命，提高了产品的可靠性。

参照图2，液压油缸3上有导向角3-1，缩颈内表面3-2，芯轴7上有限位倒角7-1，芯轴外表面7-2，并帽9上有限位倒角9-1，通过金属密封组件18密封并帽9与芯轴7之间的压力，震击活塞8两端与限位倒角7-1、9-1形成金属密封，提高了震击活塞的密封效果。

参照图3，震击活塞8上有节流孔8-1，过油孔8-2，下密封面8-3，上密封面8-4，外表面8-5，内表面8-6，通过下密封面8-3与芯轴限位倒角7-1配合形成金属密封，上密封面8-4与并帽限位倒角9-1配合形成金属密封，外表面8-5与液压油缸3上缩颈内表面3-2配合形成金属密封，确保了液压油只能通过节流孔8-1流通，在节流孔8-1内设有阀芯20，通过调整阀芯20与节流孔8-1间的间隙，调整液压油的过流面积，进而调整震击器的延迟时间。同时将节流孔8-1设置在震击活塞8内，而不设置在其内外表面上，可以有效防止异种材料热变形不一致影响节流效果，提高节流的可靠性。通过过油孔8-2提供润滑油在震击过程中润滑外表面8-5及内表面8-6。

参照图4，连接短节11上有芯轴连接螺纹11-1，芯轴密封圈槽11-2，花键11-3，上接头密封圈槽11-4，上接头连接螺纹11-5，定位螺钉11-6，通过芯轴连接螺纹11-1与芯轴7连接为一体，通过上接头连接螺纹11-5与上接头6连接为一体，并通过在芯轴密封圈槽11-2及上接头密封圈槽11-4位置安装密封圈密封管柱内部压力，上接头6与连接短节11连接部分安装定位螺钉11-6防止脱扣，提高工具的可靠性。

本发明的工作原理是：

下接头1上端通过螺纹连接与转换接头2连接到一起，转换接头2上设计有注油孔19，转换接头2上端通过螺纹连接与液压油缸3连接到一起，液压油缸3通过螺纹连接与黄油缸4连接到一起，黄油缸4上端通过螺纹连接与缸盖5连接到一起，形成震击器外壳部分。震击活塞8、并帽9、防松螺钉10与芯轴7通过螺纹连接为一体，连接短节11下端与芯轴7、上端与上接头6连接为一体，形成震击器芯轴部分。所述连接短节11上设有芯轴连接螺纹11-1，芯轴密封圈槽11-2，花键11-3，上接头密封圈槽11-4，上接头连接螺纹11-5，定位螺钉11-6，通过花键11-3与黄油缸4中的键槽配合，实现工具传递扭矩能力，所述液压油缸3上设计有导向角3-1，缩颈内表面3-2，所述震击活塞8上设计有节流孔8-1，过油孔8-2，下密封面8-3，上密封面8-4，外表面8-5，内表面8-6。当下击时，震击活塞8通过导向角3-1进入液压油缸3上的缩颈内表面3-2，震击活塞外表面8-5与缩颈内表面3-2过盈配合形成密封，震击活塞8上的上密封面8-4与并帽9上的限位倒角9-1接触并形成金属密封，芯轴7与并帽9之间通过金属密封组件18形成密封，从而保证了液压油只能通过节流孔8-1从下腔室进入上腔室，在节流孔8-1内设置有阀芯20，通过调整阀芯20与节流孔8-1间的间隙，调整液压油的过流面积，进而调整震击器的延迟时间，过流面积越小，震击器的延迟时间越长，震击力越大；过流面积越大，震击器的延迟时间越短，震击力越小。当震击活塞8通过液压油缸3上的缩颈部分，能量得以释放加速管柱下移，并对管柱形成一个冲击力。同样的上击时，震击活塞8上的下密封面8-3与芯轴7上的限位倒角7-1接触并形成密封，液压油只能通过节流孔8-1从上腔室进入下腔室，节流蓄能使管柱逐渐被拉长，当震击活塞8通过液压油缸3上的缩颈内表面3-2，能量得以释放加速管柱上移，并最终对管柱形成一个冲击力。

所述震击活塞8上设计有节流孔8-1，在节流孔8-1内设置阀芯20，在管柱上拉或下压过程中，通过节流孔8-1与阀芯20实现节流蓄能，最终实现上击或下击双向震击。

所述连接短节11设有花键11-3与黄油缸4实现配合，确保芯轴部分与外壳部分只能轴向移动，提供抗扭力，同时将该装置设置在震击器内部，有效防止了钻井液、泥浆等对该装置的腐蚀和其他不利影响，延长了产品寿命，提高了产品的可靠性。

所述黄油缸4上部与缸盖5相连，下部设计有上活塞13，形成提供润滑的黄油腔室，该腔室既可注入黄油润滑也可采用润滑油、液压油及密封脂等，上活塞13具有浮动功能，可有效解决震击时黄油缸出现瞬时高压或低压，起缓冲压力波动，防止黄油流失作用。

所述芯轴7、上接头6通过连接短节11连接为一体，在芯轴7上接头6与连接短节11接触的端面具有密封功能，通过拧紧螺纹到达设计扭矩，激发该部分的密封，同时在其径向设计有O型密封圈17起辅助密封功能，双重防护有效防止了管径内的钻井液进入工具内部。

所述转换接头2上设计有呼吸口2-1，在黄油缸4上设计有呼吸口4-1，安装完成后呼吸口2-1位于下活塞12下方，呼吸口4-1位于上活塞13下方，实现震击时下活塞12、上活塞13可浮动。

Claims (10)

1.一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：下接头（1）上端通过螺纹连接与转换接头（2）连接到一起，转换接头（2）上设计有注油孔（19），转换接头（2）上端通过螺纹连接与液压油缸（3）连接到一起，液压油缸（3）通过螺纹连接与黄油缸（4）连接到一起，黄油缸（4）上端通过螺纹连接与缸盖（5）连接到一起，形成震击器外壳部分，震击活塞（8）、并帽（9）、防松螺钉（10）与芯轴（7）通过螺纹连接为一体，连接短节（11）下端与芯轴（7），上端与上接头（6）连接为一体，形成震击器芯轴部分，所述外壳部分与芯轴部分可以实现轴向滑动，所述震击活塞（8）上设计有节流孔（8-1），在节流孔（8-1）内设置阀芯（20），在管柱上拉或下压过程中，通过节流孔（8-1）与阀芯（20）实现节流蓄能，最终实现上击或下击双向震击。

2.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：连接短节（11）设有花键（11-3）与黄油缸（4）实现配合，确保芯轴部分与外壳部分只能轴向移动，提供抗扭力，同时将该装置设置在震击器内部，有效防止了钻井液、泥浆等对该装置的腐蚀和其他不利影响，延长了产品寿命，提高了产品的可靠性，有益的是花键（11-3）的各键齿与连接短节（11）、黄油缸（4）可设计为三个独立的零件，以便于震击器使用后的维修保养。

3.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：黄油缸（4）上部与缸盖（5）相连，下部设计有上活塞（13），形成提供润滑的黄油腔室，该腔室既可注入黄油润滑也可采用润滑油、液压油及密封脂等，上活塞（13）具有浮动功能，可有效解决震击时黄油缸出现瞬时高压或低压，起缓冲压力波动，防止黄油流失作用。

4.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：芯轴（7）、上接头（6）通过连接短节（11）连接为一体，在芯轴（7）上接头（6）与连接短节（11）接触的端面具有密封功能，通过拧紧螺纹到达设计扭矩，激发该部分的密封，同时在其径向设计有O型密封圈（17）起辅助密封功能，双重防护有效防止了管径内的钻井液进入工具内部。

5.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：震击活塞（8），上设计有节流孔（8-1），过油孔（8-2），下密封面（8-3），上密封面（8-4），在节流孔（8-1）内设置有阀芯（20），在震击器上击或下击过程中，依靠节流孔（8-1）与阀芯（20）的间隙实现节流蓄能，通过过油孔（8-2）提供液压油实现对表面润滑，降低震击活塞（8）的磨损，延长产品寿命，在震击活塞（8）通过液压油缸（3）上的缩颈部位以后，能量释放加速震击管柱，更有益的是可将阀芯（20）设置为上击、下击两段，通过将下击段阀芯外径设置略大于上击段，实现下击震击力始终大于上击震击力，贴合工程实际，防止管柱拉断。

6.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：芯轴（7）与并帽（9）通过螺纹连接为一体，并实现对震击活塞（8）进行限位和密封，下击时，震击活塞（8）上的上密封面（8-4）与并帽（9）上的限位倒角（9-1）接触，并形成密封，并帽（9）内部通过金属密封组件（18）与芯轴（7）形成密封，并通过防松螺钉（10）防止连接螺纹松动；上击时，震击活塞（8）上的下密封面（8-3）与芯轴（7）上的限位倒角（7-1）接触，并形成密封；从而实现下击或上击时液压油只能通过节流孔（8-1）流动，实现了震击活塞（8）工作过程的全金属密封，提高了在井底高温工况下该部位的密封效果，提高了产品的可靠性。

7.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：芯轴（7）与并帽（9）通过螺纹连接为一体，并实现对震击活塞（8）进行限位和密封，并帽（9）内部通过金属密封组件（18）与芯轴（7）形成密封，确保了下击或上击时液压油只能通过节流孔（8-1），保证了工具节流蓄能效果。

8.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：转换接头（2）上设计有注油孔（19）其内部设计有下活塞（12），下活塞（12）内部通过密封件（14）与芯轴（7）实现密封，外部通过O型密封件（15）与转换接头（2）实现密封，液压油缸（3）上部通过密封件（14）与芯轴（7）实现密封，最终形成液压油腔室，将转换接头（2）与下活塞（12）设计为浮动式，有益特点是可有效解决震击时液压油腔室出现瞬时高压或低压，起平衡压力作用，延长该部位密封件的使用寿命。

9.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：连接短节（11）上设有定位螺钉（11-6），上接头（6）与连接短节（11）连接后安装数量不少于1个的定位螺钉（11-6），起防止螺纹倒扣作用，提高工具的可靠性。

10.根据权利要求1所述的一种新型连续油管用液压双向震击器，其特征在于：转换接头（2）上设计有呼吸口（2-1），在黄油缸（4）上设计有呼吸口（4-1），安装完成后呼吸口（2-1）位于下活塞（12）下方，呼吸口（4-1）位于上活塞（13）下方，实现震击时下活塞（12）、上活塞（13）可浮动。

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