CN204899827U - 一种双向震击解卡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种双向震击解卡装置，尤其适用于钻井及井下作业过程中井下遇卡管柱的震击解卡。本装置包括液压延时机构和液缸套，液压延时机构固定在心轴的下部、运行在液缸套内，液压延时机构设有上锥形活塞和下锥形活塞，两个锥形活塞相向对称套装在心轴的下部，上锥形活塞与下锥形活塞之间通过支撑套以及安装在上锥形活塞和下锥形活塞中的上部节流套和下部节流套支撑，上部节流套和下部节流套中均设有泄油槽。本实用新型既实现向上震击也能实现向下震击，结构简单可靠，既可应用于钻井管柱中也可用于打捞作业管柱中，能简化管柱结构，提高解卡的成功率，降低了作业成本，具有很好的经济效益和应用价值。

Description

一种双向震击解卡装置

技术领域

本实用新型属于石油工业的井下解卡作业工具，特别是一种双向震击解卡装置，尤其适用于钻井及井下作业过程中井下遇卡管柱的震击解卡。

背景技术

震击器是解除井下管柱遇卡事故的重要工具，目前各大油田普遍应用液压补偿式震击器作为震击解卡的工具。它主要是产生上击力的震击工具，由心轴、撞击套、锥形活塞和液缸套等部件组成，心轴、锥形活塞与液缸套等部件依靠组合密封构成了密闭的液压腔，腔内充满透平油，并由液压延时机构封隔为上下两腔。工作时，震击器心轴通过上部钻具与设备大钩相连，液缸套通过打捞工具与落鱼相接。作业开始，先下放钻具使震击器关闭，然后，快速上提钻具，由于锥形活塞相对液缸套的管壁形成自密封，迫使上液腔的油液流经液压延时机构并被节流，产生运动延时，使上部钻具产生弹性变形而积蓄形变能。当随心轴上行的液压延时机构运动至释放腔的大通径处时，钻具积蓄的形变能，随节流高压的突然消失而瞬间释放，转变为向上的动能，带动震击器心轴等部件向上做变加速运动，使撞击套与止退台阶产生一个强烈的撞击，从而对卡点实现震击解卡。

现有的震击器在应用中存在以下问题：现场震击解卡作业时，向上震击和向下震击相结合能大大增强解卡效果，而现有的震击器只能实现向上或向下单向震击，要想实现双向震击必须在管柱中同时连接上击器和下击器，不但增加了成本，也增加了管柱刚度，通过弯曲井眼时加大了施工风险。因此，为提高震击解卡效率，需要一种能实现双向震击的解卡工具。

发明内容

　　本实用新型的目的是提供一种双向震击解卡装置，应用于井下被卡管柱的震击解卡作业，既能实现向上震击也能实现向下震击，提高解卡成功率，降低生产成本。

本实用新型的技术解决方案是：一种双向震击解卡装置包括液压延时机构和液缸套，液压延时机构固定在心轴的下部、运行在液缸套内，液压延时机构设有上锥形活塞和下锥形活塞，两个锥形活塞相向对称套装在心轴的下部，上锥形活塞与下锥形活塞之间通过支撑套以及安装在上锥形活塞和下锥形活塞中的上部节流套和下部节流套支撑，上部节流套和下部节流套中均设有泄油槽。

本实用新型的显著效果是：钻进或井下作业时可将本装置连接在钻井管柱或井下作业管柱中，后期作业打捞被卡落鱼管柱时，可将本装置下部通过管柱连接打捞工具，上部连接钻杆管柱或油管管柱至井口。用打捞工具捞住落鱼管柱，震击前先下放管柱使本装置关闭，即使本装置的下锥形活塞的密封面处于活塞密封腔的下边缘。然后，快速上提管柱，由于下锥形活塞相对液缸套内壁的活塞密封腔形成自密封，迫使上部释放腔中的透平油流经液压延时机构并被节流，产生向上的运动延时，使上部管柱产生拉伸弹性变形而积蓄形变能。当随心轴上行的下锥形活塞运动至上部释放腔时，管柱积蓄的形变能，随节流高压的突然消失而瞬间释放，转变为向上的动能，带动本装置的心轴和撞击套等部件向上做变加速运动与花键套的下端面产生一个强烈撞击。反之，向下震击时，快速下放管柱，上锥形活塞相对液缸套的活塞密封腔形成自密封，迫使下部释放腔中的透平油流经液压延时机构并被节流，产生向下的运动延时，使上部管柱产生压缩弹性变形而积蓄形变能。当随心轴下行的上锥形活塞运动至下部释放腔时，管柱积蓄的形变能转变为向下的动能，带动本装置的心轴等部件向下做变加速运动，心轴上部外圆台阶下端面与花键套的上端面产生一个强烈撞击，如此可利用双向震击功能对卡点实现震击解卡。

综上所述，本实用新型同时具备上击功能和下击功能，相当于在下井管柱中同时安装了上击器和下击器，结构简单可靠，既可应用于钻井管柱中也可用于打捞作业管柱中，能简化管柱结构，提高解卡的成功率，降低了作业成本，具有很好的经济效益和应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型上锥形活塞和上部节流套的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本实用新型，并非限制本实用新型的保护范围，凡使用本实用新型的设计思路得出的改进均属于本实用新型的保护范畴。

参见图1和图2，一种双向震击解卡装置包括液压延时机构和液缸套7，液压延时机构固定在心轴2的下部、运行在液缸套7内。液压延时机构设有上锥形活塞10和下锥形活塞17，两个锥形活塞相向对称套装在心轴2的下部，上锥形活塞10与下锥形活塞17之间通过支撑套16以及安装在上锥形活塞10和下锥形活塞17中的上部节流套11和下部节流套18支撑，上部节流套11和下部节流套18中均设有泄油槽。上锥形活塞10和下锥形活塞17的两个大内锥形端口相对安装。上锥形活塞10和下锥形活塞17的小内锥形端口与中心孔之间是节流套滑动腔，上锥形活塞10和下锥形活塞17的中心孔与节流套滑动腔之间形成的台阶为上节流套11和下节流套18限位。上节流套11和下节流套18是一端设有外圆台阶的筒状体，筒状体上轴向设置泄油槽，一端的外圆台阶与上锥形活塞10和下锥形活塞17的中心孔和节流套滑动腔之间形成的台阶配合。支撑套16是圆柱形筒状体，其外径小于上节流套11和下节流套18外圆台阶的外径，以利于透平油流过。液缸套7是异径内圆，中部小内径段是活塞密封腔，该活塞密封腔与上锥形活塞10和下锥形活塞17配合，活塞密封腔的两端分别是上部释放腔8和下部释放腔19。液压延时机构中上部节流套11和下部节流套18以及支撑套16的总体设计长度是当下锥形活塞17到达液缸套7的活塞密封腔下边缘时，上锥形活塞10仍处于上部释放腔8内，保证液压延时机构单向运动时只有一个锥形活塞与液缸套7的活塞密封腔形成自密封。本装置的外筒由花键套4、连接套5、液缸套7、下接头15通过螺纹顺次连接组成，心轴2穿插于外筒内并与引导头12连接，引导头12穿插于下接头15内，主要起引导扶正作用。上部节流套11和下部节流套18分别由密封环9和引导头12为其限位，两个锥形活塞与液缸套7内壁的活塞密封腔形成刚对刚滑动密封，使本装置的液压延时机构具有双向液压延时的功能。液缸套7下部设有注油孔13，可以通过本孔向液缸套7的工作腔内注入透平油后再封堵。本装置的上锥形活塞10和下锥形活塞17的小径端口的端面上均设有很小的泄油槽，允许上部释放腔8和下部释放腔19中的透平油缓慢泄流，起到延时作用。在引导头12与液缸套7之间设有补偿活塞14，可以在环形空间内滑动，能够缓冲高压透平油瞬间泄流时对下部释放腔19部位的液缸套7的挤压膨胀作用。心轴2的上部设置有花键与花键套4配合，在心轴2的花键下部通过螺纹安装有撞击环6，配合花键套4的下端面完成上击碰撞动作。心轴2上部外圆台阶的下端面与花键套4的上端面完成下击碰撞动作。心轴2的上部接头与管柱1连接，下接头15与下部管柱20连接，各部件需要密封的部位均使用了密封圈3。

本实用新型使用时，下接头15通过下部管柱20与打捞工具连接，心轴2的上部接头通过管柱1连接至井口。首先通过打捞工具捞住落鱼管柱，震击前下放管柱1，此时下锥形活塞17的下端面与引导头12的上端面呈分离状态，露出下部节流套18轴向设置的泄油槽，下部释放腔19中的透平油通过下部节流套18的泄油槽快速流向上部释放腔8。下放管柱1到位时，快速上提管柱1，此时心轴2带动引导头12向上运动，引导头12的上部外圆台阶顶在下锥形活塞17的小径端口的端面上形成端面密封，下锥形活塞17与液缸套7的活塞密封腔配合密封并挤压上部释放腔8中的透平油，透平油只能通过下锥形活塞17小径端口的端面上设置的很小的泄油槽缓慢泄流。管柱1由于快速运动使管柱1积蓄了拉伸形变能，同时液压延时机构缓慢上行，等下锥形活塞10到达液缸套7的上部释放腔8时，由于内径突然扩大，被压缩的透平油快速通过大的间隙流到下锥形活塞17的下部释放腔19中。此时下部环空中的补偿活塞14可以向下运动，抵消快速流入的透平油对液缸套7的膨胀作用。在液压阻尼作用失效的同时，管柱1积蓄的弹性能瞬间释放，转换为心轴2的动能，心轴2带动撞击环6向上作变加速运动，对花键套4的下端面产生一次向上的撞击。下击时，快速下放管柱1，当上锥形活塞10进入液缸套7的活塞密封腔时，密封环9的下端面顶在上锥形活塞10的小径端口的端面上形成端面密封，上锥形活塞10与液缸套7的活塞密封腔配合密封，开始挤压下部释放腔19中的透平油，此时下锥形活塞17处于下部释放腔19中呈自由状态，液压延时机构进入向下的延时运动。同时由于管柱1的快速下放，使管柱1积蓄了压缩形变能，当上锥形活塞10下入下部释放腔19时，液压阻尼作用失效，管柱1积蓄的弹性能瞬间释放，转换为心轴2的动能，心轴2向下作变加速运动，其上部外圆台阶对花键套4的上端面产生一次向下的撞击。如此反复对卡点进行上下震击，直至成功解卡。

Claims (7)

1.一种双向震击解卡装置，包括液压延时机构和液缸套，液压延时机构固定在心轴的下部、运行在液缸套内，其特征是，液压延时机构设有上锥形活塞和下锥形活塞，两个锥形活塞相向对称套装在心轴的下部，上锥形活塞与下锥形活塞之间通过支撑套以及安装在上锥形活塞和下锥形活塞中的上部节流套和下部节流套支撑，上部节流套和下部节流套中均设有泄油槽。

2.如权利要求1所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述的上锥形活塞和下锥形活塞的两个大内锥形端口相对安装。

3.如权利要求2所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述的上锥形活塞和下锥形活塞的小内锥形端口与中心孔之间是节流套滑动腔，上锥形活塞和下锥形活塞的中心孔与节流套滑动腔之间形成的台阶为上节流套和下节流套限位。

4.如权利要求3所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述上节流套和下节流套是一端设有外圆台阶的筒状体，筒状体上轴向设置泄油槽，一端的外圆台阶与上锥形活塞和下锥形活塞的中心孔和节流套滑动腔之间形成的台阶配合。

5.如权利要求4所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述的支撑套是圆柱形筒状体，其外径小于上节流套和下节流套外圆台阶的外径。

6.如权利要求2所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述的液缸套是异径内圆，中部小内径段是活塞密封腔，该活塞密封腔与上锥形活塞和下锥形活塞配合，活塞密封腔的两端分别是上部释放腔和下部释放腔。

7.如权利要求6所述的一种双向震击解卡装置，其特征是，所述的液压延时机构中上部节流套和下部节流套以及支撑套的总体设计长度是当下锥形活塞到达液缸套的活塞密封腔下边缘时，上锥形活塞仍处于上部释放腔内。