CN205689156U - 一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田钻井震击设备技术领域，尤其涉及一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，包括依次由螺纹连接的花键轴、震击体、芯部接头、芯轴、上芯轴、上缸体、上阀座、轴式上计量阀、压力体、下芯轴、轴式下计量阀、下阀座、下缸体、活塞以及下接头；所述花键轴的外部套设有花键套，所述花键套上设置有注油装置，所述芯轴与上芯轴之间设置有平衡活塞；本实用新型采用上述结构，通过采用高适应性应用范围、分散应力集中的结构可使该型随钻震击器回位后可向上或向下两个方向(双向)产生由轴式计量阀带来液压延时驱动的强大震击力，从而可以在垂直钻井、定向钻井和水平钻井中更好地随钻柱一起完成钻井工作。

Description

一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器

技术领域

本实用新型属于油田钻井震击设备技术领域，尤其涉及一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器。

背景技术

在现代石油勘探、开发中钻井是一个重要环节。通过钻井可分析油层在地下层数、深度、厚度，并查清油层的地理性质，但在实际钻井过程中，由于地质复杂、突发事件的不可预知、钻进工艺的合理与否，都会直接影响整个钻井过程。其中，钻进过程中钻柱遇卡是出现率高、也较为危险的事故。而解决遇卡的主要手段是在钻柱的合理位置安装随钻震击器，以便在必要时利用震击力对遇卡段进行解卡。

现有的随钻震击器中以全机械型随钻震击器、机械/液压式随钻震击器(单向液压)或双向全液压随钻震击器为主，而全机械型随钻震击器的震击力存在在特殊事故处理中不能满足大震击力的使用需求的问题；机械/液压式随钻震击器(单向液压)下击力没有通过液压驱动，存在下击力不够大的问题；以往的双向全液压随钻震击器较长，为9米以上，在震击器外筒部分设计有多个连接体(短外筒两端公螺纹结构)结构，这样在连接体两端公螺纹根部易造成应力集中，过早产生疲劳断裂现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效解决现有技术存在的问题，通过去掉传统连接体结构，改善应力集中现象，防止随钻震击器在正常钻井中由于应力集中而断裂，震击力大，操作简单，高抗疲劳、高适应性，用途广泛，使用寿命长的高适应性应力分散型双向液压随钻震击器。

本实用新型是这样实现的，一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，包括依次由螺纹连接的花键轴、震击体、芯部接头、芯轴、上芯轴、上缸体、上阀座、轴式上计量阀、压力体、下芯轴、轴式下计量阀、下阀座、下缸体、活塞以及下接头；所述花键轴的外部套设有花键套，所述花键套上设置有注油装置，所述芯轴与上芯轴之间设置有平衡活塞，所述花键轴、花键套、震击体、上缸体、下缸体和下接头采用一端公螺纹以及另一端母螺纹结构，所述压力体采用双母螺纹结构。

进一步，所述花键轴与芯部接头之间设置有锁紧螺母。

进一步，所述轴式下计量阀上安装有固定螺母、滤芯、以及阻尼机构，所述固定螺母的下方依次连接有所述滤芯和阻尼机构。

进一步，所述上芯轴和下芯轴的活塞密封面上均设有防尘圈。

本实用新型所述的一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，包括依次由螺纹连接的花键轴、震击体、芯部接头、芯轴、上芯轴、上缸体、上阀座、轴式上计量阀、压力体、下芯轴、轴式下计量阀、下阀座、下缸体、活塞以及下接头；所述花键轴的外部套设有花键套，所述花键套上设置有注油装置，所述芯轴与上芯轴之间设置有平衡活塞，所述花键轴、花键套、震击体、上缸体、下缸体和下接头采用一端公螺纹以及另一端母螺纹结构，所述压力体采用双母螺纹结构；本实用新型采用上述结构，通过采用高适应性应用范围、分散应力集中的结构可使该型随钻震击器回位后可向上或向下两个方向(双向)产生由轴式计量阀带来液压延时驱动的强大震击力，从而可以在垂直钻井、定向钻井和水平钻井中更好地随钻柱一起完成钻井工作，不至于随钻震击器在中合点附近由于承受一定的临界弯曲应力而发生过早的疲劳断裂现象。另外，该震击器具有震击力大，操作简单，高抗疲劳、高适应性，用途广泛，使用寿命长等优点，易于推广和使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中平衡活塞的放大结构示意图；

图3是本实用新型中轴式下计量阀的放大结构示意图；

图4是本实用新型中花键轴与芯部接头之间的锁紧螺母的放大结构示意图。

图中：1、花键轴；2、震击体；3、芯部接头；4、芯轴；5、上芯轴；6、上缸体；7、上阀座；8、轴式上计量阀；9、压力体；10、下芯轴；11、轴式下计量阀；12、下阀座；13、下缸体；14、活塞；15、下接头；16、花键套；17、注油装置；18、平衡活塞；19、锁紧螺母；20、固定螺母；21、滤芯；22、阻尼机构。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型是这样实现的，一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，包括依次由螺纹连接的花键轴1、震击体2、芯部接头3、芯轴4、上芯轴5、上缸体6、上阀座7、轴式上计量阀8、压力体9、下芯轴10、轴式下计量阀11、下阀座12、下缸体13、活塞14以及下接头15；所述花键轴1的外部套设有花键套16，其中，花键轴1与花键套16之间通过花键连接，这样使上部钻柱施加的扭矩通过花键轴1传递给震击器花键，并通过花键套16与外筒连接，把扭矩传递给下接头15、由下接头15传递扭矩到下部钻柱；所述花键套16上设置有注油装置17，通过该注油装置17可向震击器内注入润滑油，以提高其润滑效果；所述芯轴4与上芯轴5之间设置有平衡活塞18，在本实施例中，通过该平衡活塞18使震击器在正常钻进过程中更有利于配合内、外压力平衡，在启动该随钻震击器工作时平衡负压压力以便顺利完成震击工作；所述花键轴1、花键套16、震击体2、上缸体6、下缸体13和下接头15采用一端公螺纹以及另一端母螺纹结构，所述压力体9采用双母螺纹结构，这样与传统结构相比，没有采用连接体(短外筒两端公螺纹结构)结构设计外筒，由于连接体两端公螺纹根部易造成应力集中，从而可以避免使随钻震击器过早产生疲劳断裂现象。

具体的，所述花键轴1与芯部接头3之间设置有锁紧螺母19；这样可防止芯部接头因上芯轴突发反转扭矩卸扣。

具体的，所述轴式下计量阀11上安装有固定螺母20、滤芯21、以及阻尼机构22，所述固定螺母20的下方依次连接有所述滤芯21和阻尼机构22；这样用于增强轴式计量阀密封性能，降低上、下缸体端面加工精度保证轴式计量阀工作效果。其中，上述滤芯21为特殊结构滤芯，震击器在延时工作过程中，轴式计量阀的特殊结构滤芯可充分过滤通过轴式计量阀阻尼器的液压油，保证阻尼器正常工作，当震击器回程过程中，轴式计量阀的特殊结构滤芯被液流冲击推出轴式计量阀工作腔，将特殊结构滤芯阻挡污物排出轴式计量阀工作腔；滤芯的固定螺母上开有小孔，可在液压油通过滤芯前的达到初步过滤的作用，排除较大污物。另外，阻尼机构22为液压阻尼机构，用于控制上、下震击运动的液压延时。

具体的，所述上芯轴5和下芯轴10的活塞密封面上均设有防尘圈；这样可保证上、下芯轴活塞密封面清洁，工作稳定。

本实用新型当需要震击解卡时，必须缓慢下放钻柱到说明书指定上击行程时并在井口做好标记，再进行震击操作。上提力或下压力达到释放力值时，上、下芯轴的同时向上或向下运动，关闭换向结构，使工作腔密闭压力升高，迫使计量阀阻尼结构工作，产生液压延时、储能。液压延时完成后，震击器内部芯部接头两端震击面撞击产生向上或向下的震击力，震击工作完成后以较低的力上提使震击器成拉开状态继续与钻柱共同钻进。

其中，由上芯轴与上阀体，下芯轴与下阀体分别同一个液缸内形成两个工作液压腔，上、下两个轴式计量阀分别为控制上、下震击的液压延时储能腔体。

当该随钻震击器下部钻柱出现遇卡情况时，需上击作业时，必须先缓慢下放钻柱到说明书指定上击行程时并在井口做好标记，再进行震击操作。上提震击器花键轴，上提力增大到额定上击释放力时，花键轴继续向上运动，使上芯轴工作面与轴式上计量阀接触，轴式上计量阀单向阀机构关闭，同时上芯轴工作面与轴式上计量阀及上阀体形成的密闭液腔，在上提力作用下液腔内部液体压力升高，液流只能通过轴式上计量阀阻尼机构泄流，震击器进入液压延时、储能阶段；下芯轴工作面与轴式下计量阀不接触，轴式下计量阀单向阀机构开启，下芯轴工作面与轴式下计量阀形成环形过流面，液流顺利流过；当花键轴继续向上运动至上芯轴脱离轴式上计量阀，此时上芯轴工作面与轴式上计量阀的形成环形过流面泄流，液流顺利通过，液腔内压力瞬间释放，液压缸的内能转换为花键轴的动能，产生瞬间加速度，使芯部接头撞到花键体而产生强大的震击力，完成上击动作。重复上述动作，可连续震击，直至解卡。

上击解卡后完成后，缓慢上提该随钻震击器，使震击器处于全拉开状态后，才可允许保持钻柱正常钻进。

当该随钻震击器下部钻柱出现遇卡情况时，需下击作业时，下放震击器花键轴，当下放力增大到额定下击释放力时。花键轴继续向下运动，使上芯轴工作面与轴式上计量阀不接触，轴式上计量阀单向阀机构开启，上芯轴工作面与轴式上计量阀形成环形过流面，液流顺利流过；下芯轴工作面与轴式下计量阀接触，使轴式下计量阀单向阀机构关闭，同时下芯轴工作面与轴式下计量阀及下阀体形成的密闭液腔，在下放力作用下液腔内部液体压力升高，液流只能通过轴式下计量阀阻尼机构泄流，震击器进入液压延时、储能阶段。当花键轴继续向下运动至下芯轴工作面脱离轴式下计量阀体，此时下芯轴工作面与轴式下计量阀形成环形过流面泄流，液流顺利通过，液腔内压力瞬间降低，液压缸的内能转换为花键轴的动能，产生瞬间加速度，使芯部接头下端面撞到震击体产生强大的震击力，完成下击动作。如需再次下击，必须缓慢上提钻柱到使用说明书中该型随钻震击器的下击行程位置，并在井口做好标记，再次重复上述动作，可连续下击，直至解卡。

下击解卡后完成后，缓慢上提该随钻震击器，使震击器处于全拉开状态后，才可允许保持钻柱正常钻进。

另外，在钻柱正常工作过程中，本发明的高适应性应用范围、分散应力集中的结构可使该型随钻震击器可以在垂直钻井、定向钻井和水平钻井中更好地随钻柱一起完成钻井工作，不至于随钻震击器在中合点附近由于承受一定的临界弯曲应力而发生过早的疲劳断裂。同时，本实用新型采用单液缸、单活塞结构。上、下两个轴式计量阀分别控制上、下两个方向震击的液压延时储能。当钻柱遇卡时，该随钻震击器回位后，可通过上提或下放钻柱，使震击器工作产生向上或向下两个方向的震击力，对遇卡钻柱进行解卡。其中，双向液压随钻震击器下井时，在钻柱中接上该型随钻震击器后方可卸掉花键轴保护器，防止该型随钻震击器在钻台上误震击；其特点在于井上操作方便；高适应性应力分散的结构有效降低应力集中现象；可稳定的传递扭矩；震击力大；工作稳定；震击器密封部位采用特殊设计的进口密封(组)件，震击器使用寿命长，且轴式计量阀工作可靠，依靠轴式计量阀的工作使该型随钻震击器产生强大震击吨位的震击力，回位后，可连续上、下震击，直至解卡。

综上所述，该高适应性应力分散型双向液压随钻震击器通过采用高适应性应用范围、分散应力集中的结构可使该型随钻震击器可以在垂直钻井、定向钻井和水平钻井中更好地随钻柱一起完成钻井工作，不至于随钻震击器在中合点附近由于承受一定的临界弯曲应力而发生过早的疲劳断裂现象，从而能够完全解决垂直井、定向井、水平井钻井遇阻、解卡问题。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，其特征在于，包括依次由螺纹连接的花键轴(1)、震击体(2)、芯部接头(3)、芯轴(4)、上芯轴(5)、上缸体(6)、上阀座(7)、轴式上计量阀(8)、压力体(9)、下芯轴(10)、轴式下计量阀(11)、下阀座(12)、下缸体(13)、活塞(14)以及下接头(15)；所述花键轴(1)的外部套设有花键套(16)，所述花键套(16)上设置有注油装置(17)，所述芯轴(4)与上芯轴(5)之间设置有平衡活塞(18)，所述花键轴(1)、花键套(16)、震击体(2)、上缸体(6)、下缸体(13)和下接头(15)采用一端公螺纹以及另一端母螺纹结构，所述压力体(9)采用双母螺纹结构。

2.如权利要求1所述的一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，其特征在于，所述花键轴(1)与芯部接头(3)之间设置有锁紧螺母(19)。

3.如权利要求1所述的一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，其特征在于，所述轴式下计量阀(11)上安装有固定螺母(20)、滤芯(21)、以及阻尼机构(22)，所述固定螺母(20)的下方依次连接有所述滤芯(21)和阻尼机构(22)。

4.如权利要求1所述的一种高适应性应力分散型双向液压随钻震击器，其特征在于，所述上芯轴(5)和下芯轴(10)的活塞密封面上均设有防尘圈。