CN113338832B - 一种液压双向震击器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油、地质的钻井设备的技术领域，具体为一种液压双向震击器。本发明要解决的是出现锥体阀组与外壳体抱死、卡滞，震击器整机过长，不利于安全控制的技术问题。为了解决上述技术的问题，本发明提供了一种液压双向震击器，本发明主要由芯轴、花键套、上压力体、下压力体、下接头和延长轴组成，本发明集上、下震击于一体，通过一套限流阀，并将上、下击设置在同一个油腔内，从而大大简化结构、缩短整机长度，通过泄压槽、复位油孔和憋压油孔之间的相互配合，不需要启动震击时，可将本双向震击器全拉开或全压缩状态下工作，只要不置于复位状态，就不会启动震击，故可以做为随钻震击器使用，实现随钻工作需要时启动震击的目的。

Description

一种液压双向震击器

技术领域

本发明涉及石油、地质的钻井设备的技术领域，尤其是涉及了一种液压双向震击器。

背景技术

目前在处理钻井卡钻事故时，经常会使用震击器来帮助解卡，震击器被在安装在卡点之上，在井口对钻柱进行拉伸或压缩操作时，震击器先处于锁止状态，此过程迫使上部钻柱发生弹性变形，当弹性势能贮存到足够大或贮存时间达到一定时长时，震击器会突然释放，在此瞬间，钻柱的所有弹性势能将猛然冲击卡点，从而实现解卡。

震击器一般分为机械式和液压式两种，机械式震击器需要将拉伸或压缩力增大至预设的力值时，才会释放，工具入井后无法调节该预设力值的大小，震击力恒定，但由于机构和摩擦副的磨损，会造成震击释放力逐渐减弱。在现场使用过程可能出现两种弊端：一是使用时间较长后，震击释放力减弱，发生误震；二是传递至震击器的拉伸或压缩力不够，无法启动震击。

液压式震击器是通过对油腔进行憋压后突然泄压，来达到震击释放冲击的目的，常用的全液压随钻震击器结构比较复杂，一般分为上、下两个油腔，用两套锥体式限流阀组来分别控制上击和下击，在使用后经常出现锥体阀组与外壳体抱死、卡滞，震击器整机也很长，不利于安全控制，为了解决上述问题，本发明提供了一种液压双向震击器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压双向震击器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液压双向震击器，一种液压双向震击器，其特征在于：包括芯轴、花键套、上压力体、下压力体、下接头和延长轴，所述花键套的底端螺纹安装有上压力体，所述上压力体的底端螺纹安装有下压力体，所述下压力体的底端螺纹安装有下接头，所述芯轴的底端分为两阶，所述芯轴中部的一阶外表面活动套接在花键套的内部，所述芯轴的底端固定连接延长轴的顶端，所述延长轴的顶端滑动安装在上压力体的内部，所述上压力体的内壁表面固定安装有套壳阀体，所述延长轴活动安装在套壳阀体的内部，所述延长轴的底端固定安装有活塞，所述活塞滑动安装在下压力体的内部，所述延长轴的外表面靠近套壳阀体两端的位置均固定安装有凸出块，两个凸出块上均等距开设有若干个泄压槽，两个所述凸出块之间安装有密封环带，所述套壳阀体的中部等距贯穿开设有若干个复位油孔，所述套壳阀体的两端均开设有憋压油孔，所述憋压油孔中部固定安装有阀座、阀针和滤芯，所述阀针位于滤芯和阀座之间。

为了提高密封性，优选的，所述花键套的内壁表面顶部与芯轴的连接处安装有第一密封组。

为了减少延长轴回弹时的震击，优选的，所述延长轴的顶端固定安装有震击垫，所述震击垫位于芯轴底端外表面。

为了提高密封性，优选的，所述延长轴的顶端外表面与上压力体的内表面之间安装有第二密封组。

优选的，所述阀座的内部贯穿开设有锥孔，所述阀针靠近阀座的一端开设有槽口。

优选的，所述上压力体和下压力体的内部注入有液压油，所述上压力体的内部设有上油腔，所述下压力体的内部设有下油腔。

为了方便注入液压油，优选的，所述下压力体的一侧壁顶部贯穿开设有油孔，所述油孔中固定安装有油堵。

为了提高密封性，优选的，所述活塞的外表面与下压力体的内壁表面之间安装有第三密封组，三道密封将内部环腔隔成了两个主油腔，第一密封组和第二密封组之间注一定量的抗磨液压油，对传动花键起润滑作用，减小花键侧壁磨损，第二密封组和第三密封组之间注满液压油，是震击储能油腔。

为了提高结构稳定性，优选的，所述延长轴的顶端开设有卡槽，所述芯轴的底端固定内嵌安装在卡槽中。

为了方便顶部扭矩的传递，优选的，所述花键套的内表面中部设有内花键，所述芯轴的外表面靠近内花键的位置设有花键，所述内花键与外花键啮合连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过芯轴、花键套、上压力体、下压力体、下接头、延长轴、套壳阀体和震击垫之间相互配合，集上、下震击于一体，通过一套限流阀，并将上、下击设置在同一个油腔内，从而大大简化结构、缩短整机长度；

(2)本发明通过泄压槽、复位油孔和憋压油孔之间的相互配合，不需要启动震击时，可将本双向震击器全拉开或全压缩状态下工作，只要不置于复位状态，就不会启动震击，故可以做为随钻震击器使用，实现随钻工作需要时启动震击的目的。

附图说明

图1为本发明的主视剖视结构示意图；

图2为本发明凸出块的主视结构示意图；

图3为本发明延长轴俯视图的剖视结构示意图；

图4为本发明套壳阀体的主视剖视结构示意图；

图5为本发明套壳阀体的俯视结构示意图；

图6为本发明阀座的主视剖视结构示意图；

图7为本发明阀针的主视结构示意图；

图8为本发明复位状态的主视剖视结构示意图；

图9为本发明上击憋压过程的主视剖视结构示意图；

图10为本发明上击震击释放后的主视剖视结构示意图；

图11为本发明上击复位过程的主视剖视结构示意图。

图中：1、芯轴；2、花键套；3、上压力体；4、下压力体；5、下接头；6、延长轴；7、套壳阀体；8、震击垫；9、滤芯；10、阀针；11、阀座；12、活塞；13、油堵；14、凸出块；101、上油腔；102、下油腔；201、第一密封组；202、第二密封组；203、第三密封组；301、泄压槽；302、复位油孔；303、憋压油孔；401、密封环带；501、锥孔；502、槽口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，一种液压双向震击器，其特征在于：包括芯轴1、花键套2、上压力体3、下压力体4、下接头5和延长轴6，花键套2的底端螺纹安装有上压力体3，上压力体3的底端螺纹安装有下压力体4，下压力体4的底端螺纹安装有下接头5，芯轴1的底端分为两阶，芯轴1中部的一阶外表面活动套接在花键套2的内部，芯轴1的底端固定连接延长轴6的顶端，延长轴6的顶端滑动安装在上压力体3的内部，上压力体3的内壁表面固定安装有套壳阀体7，延长轴6活动安装在套壳阀体7的内部，延长轴6的底端固定安装有活塞12，活塞12滑动安装在下压力体4的内部，延长轴6的外表面靠近套壳阀体7两端的位置均固定安装有凸出块14，两个凸出块14上均等距开设有若干个泄压槽301，两个凸出块14之间安装有密封环带401，套壳阀体7的中部等距贯穿开设有若干个复位油孔302，套壳阀体7的两端均开设有憋压油孔303，憋压油孔303中部固定安装有阀座11、阀针10和滤芯9，阀针10位于滤芯9和阀座11之间。

为了提高密封性，具体的，花键套2的内壁表面顶部与芯轴1的连接处安装有第一密封组201。

为了减少延长轴6回弹时的震击，具体的，延长轴6的顶端固定安装有震击垫8，震击垫8位于芯轴1底端外表面。

为了提高密封性，具体的，延长轴6的顶端外表面与上压力体3的内表面之间安装有第二密封组202。

具体的，阀座11的内部贯穿开设有锥孔501，阀针10靠近阀座11的一端开设有槽口502。

具体的，上压力体3和下压力体4的内部注入有液压油，上压力体3的内部设有上油腔101，下压力体4的内部设有下油腔102。

为了方便注入液压油，具体的，下压力体4的一侧壁顶部贯穿开设有油孔，油孔中固定安装有油堵13。

为了提高密封性，具体的，活塞12的外表面与下压力体4的内壁表面之间安装有第三密封组203，三道密封将内部环腔隔成了两个主油腔，第一密封组201和第二密封组202之间注一定量的抗磨液压油，对传动花键起润滑作用，减小花键侧壁磨损，第二密封组202和第三密封组203之间注满液压油，是震击储能油腔。

为了提高结构稳定性，具体的，延长轴6的顶端开设有卡槽，芯轴1的底端固定内嵌安装在卡槽中。

为了方便顶部扭矩的传递，具体的，花键套2的内表面中部设有内花键，芯轴1的外表面靠近内花键的位置设有花键，内花键与外花键啮合连接。

工作原理：震击器在复位状态下，延长轴6的密封环带401位于阀体7中部，正对复位油孔302，此时，阀体7将震击储能油腔分隔成上油腔101和下油腔102，且两油腔压力平衡,在钻井过程出现卡钻，需要向上震击时，向上提拉芯轴1，带动延长轴6、活塞12、阀体7一起向上运动，阀体7被阻挡在上压力体3的锥面台阶处。下油腔102空间缩小，上油腔101空间增大，迫使下油腔102液压油向上油腔101流动。高压油按箭头方向，流经上部的憋压油孔303、滤芯9、阀针10、阀座11，由于槽口502的限流作用，下油腔102的高压油只能以很缓慢的速度泄流，工具整体处于憋压过程，钻具受拉伸、储能。当达到一定延时后，延长轴6的密封环带401滑出阀体7端面，高压油液可通过延长轴6上的泄压槽301瞬间泄压，由于憋压过程的阻力消失，所有提拉力和钻柱的弹性变形势能都冲击卡点，形成强烈震击。

上击后，下压芯轴1，带动延长轴6、活塞12、阀体7一起向下运动，阀体7被阻挡在下压力体4的内锥面处，与上压力体3的锥面台阶脱开，形成间隙，上油腔101油液可通过此间隙，经复位油孔302，流入泄压槽301，再进入下油腔102，整个流道无限流元件，油液流动通畅，不会形成憋压即可回到复位状态。

向下震击过程与向上震击过程运动方向相反，原理一样，在正常钻进过程，不需要启动震击时，可将本双向震击器全拉开或全压缩状态下工作，只要不置于复位状态，就不会启动震击，故可以做为随钻震击器使用。

本发明的目的在于提供了一种液压双向震击器，集上、下震击于一体，通过一套限流阀，并将上、下击设置在同一个油腔内，从而大大简化结构、缩短整机长度，实现随钻工作需要时启动震击的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中部”、“偏心处”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种液压双向震击器，其特征在于：包括芯轴（1）、花键套（2）、上压力体（3）、下压力体（4）、下接头（5）和延长轴（6），所述花键套（2）的底端螺纹安装有上压力体（3），所述上压力体（3）的底端螺纹安装有下压力体（4），所述下压力体（4）的底端螺纹安装有下接头（5），所述芯轴（1）的底端分为两阶，所述芯轴（1）中部的一阶外表面活动套接在花键套（2）的内部，所述芯轴（1）的底端固定连接延长轴（6）的顶端，所述延长轴（6）的顶端滑动安装在上压力体（3）的内部，所述上压力体（3）的内壁表面固定安装有套壳阀体（7），所述延长轴（6）活动安装在套壳阀体（7）的内部，所述延长轴（6）的底端固定安装有活塞（12），所述活塞（12）滑动安装在下压力体（4）的内部，所述延长轴（6）的外表面靠近套壳阀体（7）两端的位置均固定安装有凸出块（14），两个凸出块（14）上均等距开设有若干个泄压槽（301），两个所述凸出块（14）之间安装有密封环带（401），所述套壳阀体（7）的中部等距贯穿开设有若干个复位油孔（302），所述套壳阀体（7）的两端均开设有憋压油孔（303），所述憋压油孔（303）中部固定安装有阀座（11）、阀针（10）和滤芯（9），所述阀针（10）位于滤芯（9）和阀座（11）之间；

所述阀座（11）的内部贯穿开设有锥孔（501），所述阀针（10）靠近阀座（11）的一端开设有槽口（502）；

所述上压力体（3）和下压力体（4）的内部注入有液压油，所述上压力体（3）的内部设有上油腔（101），所述下压力体（4）的内部设有下油腔（102）；

所述下压力体（4）的一侧壁顶部贯穿开设有油孔，所述油孔中固定安装有油堵（13）；

所述活塞（12）的外表面与下压力体（4）的内壁表面之间安装有第三密封组（203）。

2.根据权利要求1所述的一种液压双向震击器，其特征在于：所述花键套（2）的内壁表面顶部与芯轴（1）的连接处安装有第一密封组（201）。

3.根据权利要求1所述的一种液压双向震击器，其特征在于：所述延长轴（6）的顶端固定安装有震击垫（8），所述震击垫（8）位于芯轴（1）底端外表面。

4.根据权利要求1所述的一种液压双向震击器，其特征在于：所述延长轴（6）的顶端外表面与上压力体（3）的内表面之间安装有第二密封组（202）。

5.根据权利要求1所述的一种液压双向震击器，其特征在于：所述延长轴（6）的顶端开设有卡槽，所述芯轴（1）的底端固定内嵌安装在卡槽中。

6.根据权利要求1所述的一种液压双向震击器，其特征在于：所述花键套（2）的内表面中部设有内花键，所述芯轴（1）的外表面靠近内花键的位置设有花键，所述内花键与外花键啮合连接。