CN204252903U - 钢丝试井震击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢丝试井震击器，包括上接头、中心杆、滑动接头、弹簧、外壳、弹簧爪套、下接头、锥头和卡爪，上接头上安装有加重杆，下接头下端接仪器串，下接头上端螺纹连接中心杆，中心杆的端头连接有锥头，中心杆上套有滑动接头，滑动接头与上接头之间螺纹连接外壳，弹簧爪套和弹簧套装于外壳内，弹簧爪套上部设有多个分隔的卡爪，卡爪与锥头相接，弹簧的上端装在弹簧爪套的下部，弹簧的下端抵在滑动接头沉孔底面上，弹簧爪套、中心杆与外壳间形成环形腔，外壳上下端设排液孔。本实用新型结构简单紧凑，可以在井内重复多次震击不失效，震击力大，并能达到良好的震击解卡的目的，从而避免成本高昂、费时费力的打捞工作。

Description

钢丝试井震击器

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气试井测试井下辅助仪器，是一种连接在试井仪器串组合中具有钢丝震击解卡功能的石油钢丝试井震击器，适用于包括大斜井复杂工况井在内的各种试井作业。

背景技术

在油气田试井工作中，仪器串被降入或被驱动进入井筒内，由于井筒很少是直的和侧面平行的，再因技术措施不当、油管接箍变径、管柱变形缩径以及泥浆、地层出砂、井内结蜡等原因，通过狭窄和偏斜的部分井筒，会造成仪器串遇卡，只要仪器串卡死，打捞工作就无法避免。但是，打捞工序比较复杂、成本高，而且打捞工序引起大量的时间损耗，降低工作效率。因此急需一种工具组合在仪器串中，当仪器串遇卡时，可以迅速通过给卡点处实施向上以强烈的震击力，使卡点松动，从而达到迅速解卡的目的。

目前国内试井测试工具解卡常用的水力震击器采用皮碗胶筒阻尼，例如公开号为CN2908767，公开日为2007年6月6日的中国专利文献公开了一种井下打捞辅助工具，它是由震击杆、震击筒、阻尼活塞组成。震击筒上半部为大腔、下半部为小腔，阻尼活塞由进出液孔、钢球、球座组成单流阀，使用时震击筒注满液压油。当震击杆在测试加重杆作用下下移由大腔进入小腔，液压油由小腔经单流阀快速进入大腔；上提震击杆时，单流阀关闭，液压油从阻尼活塞与小腔的间隙缓慢流过，当阻尼活塞在较大上提力的作用下，由小腔突然进入大腔，产生震击作用，可重复多次震击解卡井下测试工具。但以上述专利文献为代表的现有技术，其缺点在于阻尼机构易损坏，导致震击器失效，降低生产效率。

也有采用直接式机械震击器的，在一般的直井中，此种震击器依靠加重杆的重力进行工作，是一种非常有效的解卡方式。然而，在大斜度井中由于其井身结构特殊，加重杆的重力不能较好地作用在震击器上，存在震击力小，效率低，达不到震击解卡的目的，因而常规的直接式机械式震击器不能适应大斜度井解卡的要求，难以完成仪器串的解卡工作。因此，该领域所需的是解决上述问题的弹性震击解卡的钢丝震击器。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种钢丝试井震击器，本实用新型能够适应大斜度井特殊井身结构的试井工艺要求，具有钢丝震击解卡功能，它结构简单紧凑，可以在井内重复多次震击不失效，震击力大，并能达到良好的震击解卡的目的，从而避免成本高昂、费时费力的打捞工作。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种钢丝试井震击器，其特征在于：包括上接头、中心杆、滑动接头、弹簧、外壳、弹簧爪套、下接头、锥头和卡爪，所述上接头上安装有加重杆，所述下接头下端接仪器串，下接头上端螺纹连接所述中心杆，中心杆的端头连接有锥头，中心杆上套有所述滑动接头，滑动接头与上接头之间螺纹连接所述外壳，弹簧爪套和弹簧套装于外壳内，弹簧爪套上部设有多个分隔的所述卡爪，卡爪与锥头相接，弹簧的上端装在弹簧爪套的下部，弹簧的下端抵在滑动接头沉孔底面上，弹簧爪套、中心杆与外壳间形成环形腔，外壳上下端设排液孔，外壳的上端内凸壁与弹簧爪套的卡爪的锥面顶部斜角为紧配合，卡爪、锥头与上接头间留有空腔。

所述外壳内壁设有两个台阶，内壁两端的内径较两个台阶之间的内壁的内径大，弹簧爪套位于弹簧与上接头之间，弹簧爪套的凸台与外壳的内台阶环相配合。

弹簧爪套的凸台与滑动接头沉孔端面之间距离大于卡爪与壳体的紧配合的长度，紧配合的长度小于弹簧的压缩长度。

弹簧内径大于锥头的外径。

弹簧爪套有中心通孔，孔径大于锥头最大外径。

锥头与卡爪位于外壳同一端，锥头倒锥面与卡爪内倒锥面相接，锥头位于卡爪端外。

卡爪顶部内倒锥面角度大、正锥面角度小，锥头颈部倒锥面角度大，正锥面角度小；锥头倒锥面角度与卡爪顶部倒锥面角度相吻合，锥头颈部正锥面角度与卡爪顶部内正锥面角度相吻合。

滑动接头沉孔底面为承撞面，锥头颈部台阶为撞击面。

卡爪前端设锥度导正，与外壳内台阶环相接。

本实用新型工作原理：钢丝试井震击器包括上接头、中心杆、滑动接头、弹簧、外壳、弹簧爪套、下接头、锥头、卡爪、弹簧套凸台、外壳内台阶环组成。当下井试井仪器串遇卡时使用钢丝逆着弹簧作用力的方向向上拉动与上接头连接的加重杆，卡爪释放锥头，锥头部台阶与滑动接头沉孔底面产生震击力，传递到中心杆，通过中心杆对下接头下部的下井仪器串施加上击力，将被卡住的仪器串解卡。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本实用新型设计新颖，结构紧凑，无任何电路部分，加工制造维修方便，操作简单灵活，工作安全，性能可靠，适应井下的高温、高压环境，适合于大斜度井的试井工艺特殊工况。

2、本实用新型作用件间阻碍作用小，外壳回位容易，冲程长，上击力强，可以克服大斜度井井身结构对仪器串长度的限制；降低试井井口防喷装置高度，减少了井口井下工作难度，削减安全风险；保管、运输受长度空间局限小。

3、本实用新型内置弹簧为高性能弹簧，通过改变弹簧钢丝的直径可以满足不同震击解卡要求，能保证所挂仪器与之联结为刚性连接，使仪器在测试过程中不发生抖动现象。

4、本实用新型卡爪释放锥头时，锥头颈部台阶与滑动接头沉孔底面产生向上撞击力。大大提高大斜度井作业解卡一次成功率，当仪器串在井下遇卡时，在加重杆的重力作用下外壳复位自如，上提钢丝随着张力的升高，会自动启动震击装置，对卡点处实施强烈的向上的震击力，使卡点松动，仪器串迅速解卡，上提速度越快，震击力越大，从而保证试井工作的顺利进行，既可提高试井工作的成功率，也可大大节省试井成本，可为油气田创造良好的经济效益。

5、本实用新型震击重复性强，多次震击磨损少，使用寿命较长。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为钢丝试井震击器的结构图；

图2为图1中A部放大图；

图3为图1中B部放大图。

图中标记：

1、上接头，2、中心杆，3、滑动接头，4、弹簧，5、外壳，6、弹簧爪套，7、下接头，8、锥头，9、卡爪，10、弹簧套凸台，11、外壳内台阶环。

具体实施方式

作为本实用新型的最佳实施方式，其公开了包括上接头1、中心杆2、滑动接头3、弹簧4、外壳5、弹簧爪套6、下接头7、锥头8、卡爪9、弹簧4套凸台10、外壳5内台阶环11。上接头1装有加重杆，下接头7下端接仪器串，上端螺纹连接中心杆2，中心杆2上套有滑动接头3，滑动接头3与上接头1间螺纹连接外壳5，外壳5上下端设有排液孔，内壁上设有两个台阶，上部中间内径小两端内径大，外壳5内台阶环11制约弹簧爪套6向上位移距离；弹簧爪套6与弹簧4套装在外壳5内，弹簧4上端装在弹簧爪套6的下部，下端抵在滑动接头3沉孔上；弹簧爪套6为管体，弹簧爪套6介于弹簧4和上接头1之间，外表壁有与外壳5内台阶环11接合的凸台10，中心设有通孔，上端部有4个分隔的条形卡爪9，每条卡爪9为弹性体，整体外形为圆锥体，端部设导正斜角；弹簧爪套6与弹簧4孔径大于锥头8最大外径；中心杆2设锥头8，中心杆2穿过弹簧4、弹簧爪套6，锥头8与卡爪9相接，锥头8位于卡爪9端外，在外壳5同一侧，外壳5与弹簧爪套6、中心杆2间形成环形腔，其中外壳5的上端内凸壁（小腔壁）与弹簧爪套6的卡爪9的锥面顶部斜角为紧配合，卡爪9和锥头8与上接头1间有一段空腔；卡爪9顶部内倒锥面角度大、正锥面角度小，锥头8颈部倒锥面角度大，正锥面角度小；锥头8倒锥面角度与卡爪9顶部倒锥面角度相吻合，锥头8颈部正锥面角度与卡爪9顶部内正锥面角度相吻合，卡爪9前端设锥度导正，弹簧爪套6回位顺畅，当加重杆重力使外壳5回落时，中心杆2的锥头8穿过弹簧爪套6的卡爪9回位容易，阻碍作用小；当提拉外壳5到卡爪9到位前的提拉过程中卡爪9对锥头8的卡合力大。滑动接头3沉孔底面为承撞面，锥头8颈部台阶为撞击面。

本实用新型工作原理：

钢丝试井震击器包括上接头1、中心杆2、滑动接头3、弹簧4、外壳5、弹簧爪套6、下接头7、锥头8、卡爪9、弹簧4套凸台10、外壳5内台阶环11组成。当下井试井仪器串遇卡时使用钢丝逆着弹簧4作用力的方向向上拉动与上接头1连接的加重杆，卡爪9释放锥头8，锥头8部台阶与滑动接头3沉孔底面产生震击力，传递到中心杆2，通过中心杆2对下接头7下部的下井仪器串施加上击力，将被卡住的仪器串解卡。

1、当仪器遇卡提拉前，由于加重杆重力使外壳5回落产生向下冲击力，卡爪9与锥头8处于卡合状态，自开始提拉外壳5，到卡爪9倒锥面完全进入外壳5的小内径前的提拉过程中，提升钢丝带动上接头1、外壳5向上运动，由于卡爪9对锥头8的卡合力大于弹簧爪套6的重力、弹簧4的初始弹力以及中心杆2相对下降过程中锥头8和卡爪9的径向扩张力，中心杆2将弹簧爪套6及卡爪9从外壳5的大内腔顺利向下拉进外壳5的小内腔内。

2、当继续提升钢丝带动上接头1、外壳5向上运动时，卡爪9受到锥头8的张力不断增大，由于小内径内壁约束卡爪9无法向外张开，卡爪9对锥头8仍然以卡合力大于弹簧爪套6的重力、弹簧4的弹力以及中心杆2相对下降过程中锥头8和卡爪9的的径向扩张力，中心杆2将弹簧爪套6及卡爪9又顺利下拉出外壳5的小内腔，进入大内腔。

3、这时外壳5的大内腔对卡爪9无外力束缚，卡爪9对锥头8的卡合力远小于锥头8向下的脱出力，这时卡爪9向外张开，使锥头8从弹簧爪套6中脱出，弹簧爪套6在弹簧4作用下迅速回位，弹簧爪套6凸台10与外壳5内台阶环11撞击，此时，钢丝、加重杆的势能转变成驱动外壳5爆发性向上的动能。

4、中心杆2上的锥头8颈部台阶与滑动接头3沉孔底面相撞产生很大的撞击力经中心杆2传递给仪器串遇卡处，使仪器串向上运动达到松动的目的。当外壳5再次回落时，由于其向下的冲击力远大于卡爪9的收缩弹力和所产生摩擦阻力，卡爪9在上大腔内张开后立即与锥头8相卡合。这样，震击器就完成了一个周期的震击过程。

Claims (8)

1.一种钢丝试井震击器，其特征在于：包括上接头（1）、中心杆（2）、滑动接头（3）、弹簧（4）、外壳（5）、弹簧爪套（6）、下接头（7）、锥头（8）和卡爪（9），所述上接头（1）上安装有加重杆，所述下接头（7）下端接仪器串，下接头（7）上端螺纹连接所述中心杆（2），中心杆（2）的端头连接有锥头（8），中心杆（2）上套有所述滑动接头（3），滑动接头（3）与上接头（1）之间螺纹连接所述外壳（5），弹簧爪套（6）和弹簧（4）套装于外壳（5）内，弹簧爪套（6）上部设有多个分隔的所述卡爪（9），卡爪（9）与锥头（8）相接，弹簧（4）的上端装在弹簧爪套（6）的下部，弹簧（4）的下端抵在滑动接头（3）沉孔底面上，弹簧爪套（6）、中心杆（2）与外壳（5）间形成环形腔，外壳（5）上下端设排液孔，外壳（5）的上端内凸壁与弹簧爪套（6）的卡爪（9）的锥面顶部斜角为紧配合，卡爪（9）、锥头（8）与上接头（1）间留有空腔。

2.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：所述外壳（5）内壁设有两个台阶，内壁两端的内径较两个台阶之间的内壁的内径大，弹簧爪套（6）位于弹簧（4）与上接头（1）之间，弹簧爪套（6）的凸台（10）与外壳（5）的内台阶环（11）相配合。

3.根据权利要求2所述的钢丝试井震击器，其特征在于：弹簧爪套（6）的凸台（10）与滑动接头（3）沉孔端面之间距离大于卡爪（9）与壳体的紧配合的长度，紧配合的长度小于弹簧（4）的压缩长度。

4.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：弹簧（4）内径大于锥头（8）的外径。

5.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：弹簧爪套（6）有中心通孔，孔径大于锥头（8）最大外径。

6.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：锥头（8）与卡爪（9）位于外壳（5）同一端，锥头（8）倒锥面与卡爪（9）内倒锥面相接，锥头（8）位于卡爪（9）端外。

7.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：卡爪（9）顶部内倒锥面角度大、正锥面角度小，锥头（8）颈部倒锥面角度大，正锥面角度小；锥头（8）倒锥面角度与卡爪（9）顶部倒锥面角度相吻合，锥头（8）颈部正锥面角度与卡爪（9）顶部内正锥面角度相吻合。

8.根据权利要求1所述的钢丝试井震击器，其特征在于：滑动接头（3）沉孔底面为承撞面，锥头（8）颈部台阶为撞击面。