CN114526011B - 一种井下无线测频控制射流震击器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油作业设备技术领域，具体为一种井下无线测频控制射流震击器，包括上部连接头、主壳体和下连接壳，上部连接头的底部插入在主壳体的顶部内，且二者之间螺纹连接固定，主壳体的下部套设在下连接壳的顶部外侧，且二者之间滑动配合，主壳体的内部从上至下依次设有联动喷嘴、射流环、液压缸体和流道法兰，联动喷嘴的顶端插入至上部连接头内，联动喷嘴的底端与射流环固定连接，射流环的内部开设有射流环腔，射流环腔与联动喷嘴的内部相通。本发明设置在钻杆和钻头之间，当液体从上至下流过本装置时，可带动活塞杆上下往复运动，进而带动下连接壳往复撞击主壳体产生振动，因此有助于增强钻机效率，避免卡钻现象发生。

Description

一种井下无线测频控制射流震击器

技术领域

本发明涉及石油作业设备技术领域，具体为一种井下无线测频控制射流震击器。

背景技术

在钻井作业中，由于地质构造复杂、技术措施不当以及泥浆、管柱、井眼等各种原因，常常发生卡钻的事故。卡钻对钻井工作影响很大，危害也很深，如果处理不当，不仅消耗时间长，损失钻井进尺，而且可能使事故恶化， 甚至造成油气井报废。随钻震击器是解除卡钻和预防更大事故的有效工具之一，当进行复杂井钻井设计或预知某井段可能发生卡钻时，最好的办法就是 预先在钻具组合中使用随钻震击器。当钻具遇卡时，借助随钻震击器给卡点 处施以向上或向下强烈地震击，使卡点松动，从而达到迅速解卡的目的。

现有技术中，震击器一般安装在钻杆和钻头之间，用于带动钻头震动从而顺利解卡。然而，现有的震击器结构较为复杂，且含有大量的易损件，随着使用时间的增长，极容易出现故障，进而给石油作业带来不便；另外，由于钻井的深度较大，如何及时驱动并监测震击器工作也是一个难题。为此，我们提出了一种井下无线测频控制射流震击器以良好的解决上述弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下无线测频控制射流震击器，用于解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种井下无线测频控制射流震击器，包括上部连接头、主壳体和下连接壳，所述上部连接头的底部插入在所述主壳体的顶部内，且二者之间螺纹连接固定，所述主壳体的下部套设在所述下连接壳的顶部外侧，且二者之间滑动配合，所述主壳体的内部从上至下依次设有联动喷嘴、射流环、液压缸体和流道法兰，所述联动喷嘴的顶端插入至所述上部连接头内，所述联动喷嘴的底端与所述射流环固定连接，所述射流环的内部开设有射流环腔，所述射流环腔与所述联动喷嘴的内部相通，所述射流环与所述液压缸体固定连接，所述液压缸体的底端与所述流道法兰固定连接，所述液压缸体的内部设有活塞杆，所述活塞杆的底端贯穿所述流道法兰并设有出液转换头，所述出液转换头的外壁与所述主壳体的内壁密封贴合，所述出液转换头的底部与所述下连接壳固定连接，且所述出液转换头上贯穿开设有出液孔；

所述射流环腔的底部开设有第一出液通道，所述液压缸体与所述流道法兰上共同贯穿开设有第二出液通道，所述第一出液通道与所述第二出液通道相通，所述射流环腔的两侧均开设有液压流道，两个所述液压流道分别与液压缸体的内部上端和下端相通。

优选的，所述联动喷嘴为两段式结构，其顶部直径小于其底部直径，所述联动喷嘴的顶部插入在所述上部连接头内，且所述联动喷嘴的顶部外壁与所述上部连接头的内壁密封贴合，所述联动喷嘴的顶部外侧且位于所述上部连接头的外部套设有呈环形状的气囊。

优选的，所述下连接壳的内部设有锁紧内接头、进液支撑接头、轴套、转子、定子和发电机，所述锁紧内接头与所述下连接壳的内壁螺纹连接固定，所述进液支撑接头与所述转子固定连接，所述轴套套设在所述进液支撑接头的外侧，且所述轴套的外壁与所述锁紧内接头的内壁螺纹连接固定，所述转子与所述进液支撑接头螺纹连接固定，所述转子的底部与所述发电机的驱动轴固定连接，所述定子与所述下连接壳的内壁固定连接。

优选的，所述下连接壳的外壁开设有容纳槽，所述容纳槽内部设有测频传感器、稳压器和信号传输模块，所述容纳槽的外部盖设有保护盖，所述测频传感器、稳压器以及信号传输模块均与所述发电机电连接。

优选的，所述下连接壳上贯穿开设有排液通道，所述排液通道的一端贯穿所述定子的侧壁并与定子内部相通，所述排液通道的另一端与所述下连接壳底端的排液口相通。

与现有技术相比，本发明提供了一种井下无线测频控制射流震击器，具备以下有益效果：

1.本发明设置在钻杆和钻头之间，当液体从上至下流过本装置时，可带动活塞杆上下往复运动，进而带动下连接壳往复撞击主壳体产生振动，因此有助于增强钻井效率，避免卡钻现象发生；

2.本发明具有发电机、测频传感器和信号传输模块，信号传输模块可以将测频传感器的检测信号传递给地面接收装置，从而可以实时监测本发明的工作状态；

3.本发明在联动喷嘴的外部套设有气囊，当活塞杆向上运动并撞击液压缸体的内顶面时，气囊可以起到缓冲作用，避免本发明受损。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主壳体结构示意图；

图3为本发明射流环结构示意图；

图4为本发明下连接壳结构示意图；

图5为图4中A处放大对应图

图6为本发明射流环腔示意图。

图中：1、上部连接头；2、主壳体；3、下连接壳；4、联动喷嘴；5、射流环；6、液压缸体；7、流道法兰；8、射流环腔；9、活塞杆；10、出液转换头；11、出液孔；12、第一出液通道；13、第二出液通道；14、液压流道；15、气囊；16、锁紧内接头；17、进液支撑接头；18、轴套；19、转子；20、定子；21、发电机；22、测频传感器；23、稳压器；24、信号传输模块；25、保护盖；26、排液通道。

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。

实施例：请参阅图1-图5，一种井下无线测频控制射流震击器，包括上部连接头1、主壳体2和下连接壳3，上部连接头1的底部插入在主壳体2的顶部内，且二者之间螺纹连接固定，主壳体2的下部套设在下连接壳3的顶部外侧，且二者之间滑动配合，即下连接壳3能够上下往复升降，另外，上部连接头1的顶端与钻杆连接，下连接壳3的底端与钻头连接；主壳体2的内部从上至下依次设有联动喷嘴4、射流环5、液压缸体6和流道法兰7，其中，联动喷嘴4为两段式结构，其顶部直径小于其底部直径，如图3所示，联动喷嘴4的顶部插入在上部连接头1内，且联动喷嘴4的顶部外壁与上部连接头1的内壁密封贴合，联动喷嘴的顶部外侧且位于上部连接头1的外部套设有呈环形状的气囊15，气囊15起缓冲作用，联动喷嘴4的底端与射流环5固定连接，射流环5的内部开设有射流环腔8，射流环腔8与联动喷嘴4的内部相通，射流环5的底端与液压缸体6固定连接，液压缸体6的底端与流道法兰7固定连接，液压缸体6的内部设有活塞杆9，活塞杆9的底端贯穿流道法兰7并设有出液转换头10，出液转换头10的外壁与主壳体2的内壁密封贴合，出液转换头10的底部与下连接壳固定连接，且出液转换头上贯穿开设有出液孔11。另外，联动喷嘴4、射流环5、液压缸体6和流道法兰7的外部均与主壳体2的内壁密封贴合。

射流环腔8的底部开设有第一出液通道12，液压缸体6与流道法兰7上共同贯穿开设有第二出液通道13，第一出液通道12与第二出液通道13相通，即液体从联动喷嘴4进入到射流环腔8内部后，会沿着第一出液通道12、第二出液通道13进入流道法兰7下方的空间内；射流环腔8的两侧均开设有液压流道14，两个液压流道14分别与液压缸体6的内部上端和下端相通，具体的，位于左侧的液压流道14与液压缸体6的下端相通，位于右侧的液压流道14与液压缸体6的上端相通，液体进入到射流环腔8内部后，由于射流环腔8内部空间形状的特殊性，会产生附壁效应；假如先附壁于右侧，高压水会首先从右侧的液压流道14进入，并推动活塞杆9向下运动，当活塞杆9运动至最下端时，右侧的高压水压力释放受阻，高压水会转而附壁于左侧，并推动活塞杆9向上运动，直至活塞杆9运动至最顶端，即图3所示状态，依次往复，因此，高压水能够推动活塞杆9做往复升降运动。

下连接壳3的内部设有锁紧内接头16、进液支撑接头17、轴套18、转子19、定子20和发电机21，锁紧内接头16与下连接壳3的内壁螺纹连接固定，进液支撑接头17与转子19固定连接，轴套18套设在进液支撑接头17的外侧，且轴套18的外壁与锁紧内接头16的内壁螺纹连接固定，转子19与进液支撑接头17螺纹连接固定，转子19的底部与发电机21的驱动轴固定连接，定子20与下连接壳3的内壁固定连接；下连接壳3上贯穿开设有排液通道26，排液通道26的一端贯穿定子20的侧壁并与定子20内部相通，排液通道26的另一端与下连接壳3底端的排液口相通。当高压水从出液孔11进入到下连接壳3内部后，会穿过转子19，并带动转子19旋转，进而带动发电机21发电，最终，高压水会穿过排液通道26排出。

下连接壳3的外壁开设有容纳槽，容纳槽内部设有测频传感器22、稳压器23和信号传输模块24，容纳槽的外部盖设有保护盖25，测频传感器22、稳压器23以及信号传输模块24均与发电机21电连接，并且，测频传感器22的信号输出端与信号传输模块24的信号输入端电连接，测频传感器22用于测量本装置的振动频率，并将振动频率传递给信号传输模块24，信号传输模块24再将信号传递给地面的信号接收装置，从而起到监测本实施例工作状态的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种井下无线测频控制射流震击器，其特征在于：包括上部连接头(1)、主壳体(2)和下连接壳(3)，所述上部连接头(1)的底部插入在所述主壳体(2)的顶部内，且二者之间螺纹连接固定，所述主壳体(2)的下部套设在所述下连接壳(3)的顶部外侧，且二者之间滑动配合，所述主壳体(2)的内部从上至下依次设有联动喷嘴(4)、射流环(5)、液压缸体(6)和流道法兰(7)，所述联动喷嘴(4)的顶端插入至所述上部连接头内，所述联动喷嘴(4)的底端与所述射流环(5)固定连接，所述射流环(5)的内部开设有射流环腔(8)，所述射流环腔(8)与所述联动喷嘴(4)的内部相通，所述射流环(5)与所述液压缸体(6)固定连接，所述液压缸体(6)的底端与所述流道法兰(7)固定连接，所述液压缸体(6)的内部设有活塞杆(9)，所述活塞杆(9)的底端贯穿所述流道法兰(7)并设有出液转换头(10)，所述出液转换头(10)的外壁与所述主壳体(2)的内壁密封贴合，所述出液转换头(10)的底部与所述下连接壳固定连接，且所述出液转换头上贯穿开设有出液孔(11)；

所述射流环腔(8)的底部开设有第一出液通道(12)，所述液压缸体(6)与所述流道法兰(7)上共同贯穿开设有第二出液通道(13)，所述第一出液通道(12)与所述第二出液通道(13)相通，所述射流环腔(8)的两侧均开设有液压流道(14)，两个所述液压流道(14)分别与液压缸体(6)的内部上端和下端相通。

2.根据权利要求1所述的一种井下无线测频控制射流震击器，其特征在于：所述联动喷嘴(4)为两段式结构，其顶部直径小于其底部直径，所述联动喷嘴(4)的顶部插入在所述上部连接头(1)内，且所述联动喷嘴(4)的顶部外壁与所述上部连接头(1)的内壁密封贴合，所述联动喷嘴的顶部外侧且位于所述上部连接头(1)的外部套设有呈环形状的气囊(15)。

3.根据权利要求1所述的一种井下无线测频控制射流震击器，其特征在于：所述下连接壳(3)的内部设有锁紧内接头(16)、进液支撑接头(17)、轴套(18)、转子(19)、定子(20)和发电机(21)，所述锁紧内接头(16)与所述下连接壳(3)的内壁螺纹连接固定，所述进液支撑接头(17)与所述转子(19)固定连接，所述轴套(18)套设在所述进液支撑接头(17)的外侧，且所述轴套(18)的外壁与所述锁紧内接头(16)的内壁螺纹连接固定，所述转子(19)与所述进液支撑接头(17)螺纹连接固定，所述转子(19)的底部与所述发电机(21)的驱动轴固定连接，所述定子(20)与所述下连接壳(3)的内壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种井下无线测频控制射流震击器，其特征在于：所述下连接壳(3)的外壁开设有容纳槽，所述容纳槽内部设有测频传感器(22)、稳压器(23)和信号传输模块(24)，所述容纳槽的外部盖设有保护盖(25)，所述测频传感器(22)、稳压器(23)以及信号传输模块(24)均与所述发电机(21)电连接。

5.根据权利要求3所述的一种井下无线测频控制射流震击器，其特征在于：所述下连接壳(3)上贯穿开设有排液通道(26)，所述排液通道(26)的一端贯穿所述定子(20)的侧壁并与定子(20)内部相通，所述排液通道(26)的另一端与所述下连接壳(3)底端的排液口相通。

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