CN205858233U - 用于钢丝作业的机械震击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢丝作业的机械震击器,包括依次螺纹连接的本体和连接短节；本体内设置有自上而下依次螺纹连接的震击锤和芯轴，芯轴上设置有联动机构及释放套；震击锤用于完成震击动作，芯轴用于带动联动机构运动上行，弹簧为震击器的储能机构使钢丝作业的机械震击器储备能量，爪套与释放套组成连锁机构实现能量的积累与释放；连接短节用于排出芯轴和联动机构在往复运动过程中产生的气体，减小芯轴的下行阻力；该用于钢丝作业的机械震击器结构简单，故障率低，使用维修方便，能与多种井下工具连接，井下钢丝作业中，当作业工具上提遇阻时，启动震击器，实现震击解卡。

Description

用于钢丝作业的机械震击器

技术领域

本实用新型涉及油田开发解卡工具技术领域，特别涉及一种用于钢丝作业的机械震击器。

背景技术

在油气井进行井下作业时，钢丝作业是一项操作简便、施工成本低的作业方式，钢丝作业可以独立完成各项井下作业，如投捞堵塞器、探井底砂面或捞井底砂样、开关滑套、投捞偏心堵塞器、气举阀、化学阀、投捞井下安全阀和投捞井下节流器等作业。当进行钢丝作业时，通过上提或下放钢丝作业工具能把井下工具投入或捞出到指定的位置。

在日常的钢丝井下作业中，由于受钢丝本身拉伸载荷的限制，当钢丝拉力超过允许荷载的极限值后，由于担心钢丝被拉断，不敢继续进行上提作业，需要在小载荷状态下反复试拉，直至工具捞出。当工具卡在井底，其解卡载荷大于钢丝作业载荷时，工具就无法取出，强行上提时甚至造成钢丝断裂，需要进行事故处理。因此需要开发一种用于钢丝作业的机械震击器，以提供远大于钢丝允许载荷的震击力，在保证钢丝安全的情况下实现工具解卡。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种解决钢丝作业时由于钢丝拉力不足导致井下工具无法取出问题的用于钢丝作业的机械震击器。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种用于钢丝作业的机械震击器，包括：

本体，其为一中空圆柱体结构，本体顶端开设有与震击锤外径相适应的通孔、 内壁自上而下依次加工有第一环形凸台和第二环形凸台；

连接短节，其连接固定在本体底端；自连接短节顶面沿轴向开设有一内径与芯轴外径相适应的盲孔；

震击锤和芯轴，震击锤和芯轴自上而下依次连接并设置在本体内；震击锤底端压配在第一环形凸台的上端面上、顶端自本体顶端的通孔伸出；芯轴下侧外壁向内凹陷并形成有第一环形台阶，芯轴位于连接短节的盲孔内；

联动机构，联动机构包括自上而下依次套装在芯轴侧壁上的弹簧、压缩环和爪套；其中，压缩环顶端外壁上加工有一环形凸缘，压缩环顶端抵在芯轴的第一环形台阶的下端面上，环形凸缘下端面压配在本体的第二环形凸台的上端面上，弹簧设置在本体的第一环形凸台与压缩环之间；爪套包括爪套本体和在其内壁和外壁上分别设置的多条等间隔距离且相互平行的内环形凸台和外环形凸台，多条内环形凸台与芯轴外壁对应位置上开设的多条第一环形凹槽相互啮合；自爪套本体上端面和下端面分别开设有多条沿圆周方向均匀分布且间隔交错设置的轴向割缝，使爪套本体上端和下端均形成有多个爪瓣；

和释放套，其设置在连接短节上、顶端抵在第二环形凸台的下端面上；爪套设置在释放套的中心通孔内，且爪套多条外环形凸台之间的凹陷处与释放套的内壁上加工的多条第二环形凹槽位置一一对应且尺寸相适应，使爪套多条外环形凸台的侧壁与释放套7的内壁壁面相接触，且发生相对移动时能够与第二环形凹槽相互啮合。

优选，震击锤和芯轴螺纹连接，且在螺纹连接处通过沿震击锤圆周方向设置的多个紧固螺丝使震击锤和芯轴加固连接。

优选，在震击锤顶端设有用于与加重杆连接的连接外螺纹。

优选，在连接短节侧壁上沿圆周方向开设有多个与盲孔底部连通的排气孔。在设有排气孔的连接短节内壁上沿径向凹陷形成有用于下行气体排放的第三环形凹槽，减小芯轴的下行阻力。

优选，震击锤顶端自本体顶端的通孔伸出并与本体通孔内壁之间形成密封。本体与连接短节螺纹连接并形成密封；芯轴下部插装在连接短节盲孔内并与盲孔内壁形成密封。

优选，自连接短节底面沿轴向开设有一盲孔，盲孔内壁上设有用于连接下方工具的连接内螺纹。

与现有技术相比，该用于钢丝作业的机械震击器结构简单，故障率低，使用维修方便，能与多种井下工具连接，井下钢丝作业中，当作业工具上提遇阻时，启动震击器，实现震击解卡。

附图说明

图1为本实用新型的用于钢丝作业的机械震击器的剖面结构示意图；

图2为本实用新型的用于钢丝作业的机械震击器的本体的结构示意图；

图3为本实用新型的用于钢丝作业的机械震击器的芯轴的结构示意图；

图4为本实用新型的用于钢丝作业的机械震击器的爪套的结构示意图；

图5为图1的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该用于钢丝作业的机械震击器包括依次螺纹连接的本体2和连接短节8；本体2内设置有自上而下依次螺纹连接的震击锤1和芯轴3，芯轴3上设置有联动机构及释放套7；其中：

如图2所示，本体2为一中空圆柱体结构，本体2顶端开设有与震击锤1的震击臂外径相适应的通孔201，其内壁自上而下依次加工有第一环形凸台202和第二环形凸台203；

连接短节8螺纹连接在本体2底端，且本体2与连接短节8端部通过设置的 一道O形密封圈形成密封；自连接短节8顶面沿轴向开设有一内径与芯轴3外径相适应的盲孔；在连接短节8侧壁上沿圆周方向开设有4～6个与盲孔底部连通的排气孔801；在与排气孔801连通处的连接短节8内壁上沿径向向外侧凹陷形成有用于下行气体排放的第三环形凹槽802；自连接短节8底面沿轴向开设有一盲孔，盲孔内壁上设有用于连接下方工具的连接内螺纹，下方链接工具如捞堵塞器、开关滑套、气举阀、化学阀、井下安全阀和节流器等；

震击锤1包括竖直设置的震击臂和一体连接在震击臂底端的螺纹连接套筒；螺纹连接套筒外径与本体2的内径相适应，且大于震击臂的外径；震击锤1底端压配在本体2的第一环形凸台202的上端面上、顶端自本体2顶端的通孔201伸出；震击锤1的震击臂与本体2顶端通孔201内壁之间通过设置有O形密封圈形成密封；在震击锤1的震击臂顶端设置有用于连接加重杆的外螺纹；

如图3所示，芯轴3为一圆柱形长杆，其下侧外壁向内凹陷并形成有第一环形台阶301，芯轴3的上侧外径大于下侧外径，芯轴3上端与震击锤1连接、位于连接短节8的盲孔内，并通过一道O形密封圈使芯轴3侧壁与盲孔内壁之间形成密封；此时，芯轴3底端与连接短节8的第三环形凹槽802之间留有一段距离；芯轴3顶端侧壁上设有连接外螺纹，芯轴3外径与螺纹连接套筒内径相适应，并通过螺纹连接固定，同时，通过在螺纹连接处且沿震击锤1圆周方向设置的多个紧固螺丝10使震击锤1和芯轴3支架加固连接，防止在震击锤1的反复震动过程中，与芯轴3的螺纹连接处发生松动；

如图5所示，联动机构包括自上而下依次套装在芯轴3侧壁上的弹簧4、压缩环5和爪套6；具体地：

压缩环5顶端外壁上加工有一环形凸缘，压缩环5顶端抵在芯轴3的第一环形台阶301的下端面上、而环形凸缘下端面压配在本体2的第二环形凸台203的上端面上；

弹簧4设置在本体2的第一环形凸台202与压缩环5之间，其顶端和底端分 别抵在第一环形凸台202的下端面上和压缩环5的上端面上；

如图4所示，爪套6包括爪套本体，爪套本体的内壁和外壁上分别设置的多条等间隔距离且相互平行的内环形凸台602和外环形凸台603，内环形凸台602和外环形凸台603位置一一对应；其中，芯轴3外壁上开设的多条第一环形凹槽302，第一环形凹槽302与内环形凸台602的数量一致且尺寸相适应，使该机械震击器初始状态下，多条第一环形凹槽302与多条内环形凸台602之间相互啮合；自爪套6本体上端面和下端面分别开设有多条沿圆周方向均匀分布且间隔交错设置的轴向割缝，使爪套6本体上端和下端均形成有多个受力后可以张开的爪瓣601，其中，割缝的深度为爪套6本体高度的9/10；

释放套7设置在连接短节8上，其顶端抵在第二环形凸台203的下端面上；自释放套7顶面开设有一内径与爪套6外径相适应的盲孔，在盲孔底部开设有一与芯轴3外径相适应的通孔，使释放套7套装在爪套6外侧；释放套7内壁上开设有多条第二环形凹槽701，第二环形凹槽701与多条外环形凸台603之间的凹陷处一一对应且尺寸相适应，使初始状态下，爪套6的多条外环形凸台603侧壁与释放套7的内壁壁面相接触，而当爪套6上提时外环形凸台603能够与第二环形凹槽701相互啮合，同时爪套6内环形凸台602与芯轴3侧壁上的第一环形凹槽302脱开。

在用于钢丝作业的机械震击器中，震击锤1用于完成震击动作，芯轴3用于带动联动机构运动上行，弹簧为震击器的储能机构使钢丝作业的机械震击器储备能量，爪套6与释放套7组成连锁机构实现能量的积累与释放；连接短节8用于排出芯轴3和联动机构在往复运动过程中产生的气体，减小芯轴3的下行阻力。

该用于钢丝作业的机械震击器的工作原理：

当进行钢丝作业时，震击锤1的上部连接加重杆，在加重杆上部连接钢丝绳绳帽，震击器的下部短节8连接其它工具如堵塞器、开关滑套、气举阀、化学阀等；

当井下情况复杂导致下部工具遇阻时，上提钢丝，使工具解卡，如工具不能解卡，继续增加钢丝上提力，当钢丝拉力快要达到预先设定的工作拉力时仍旧不能解卡时，此时准备启动钢丝作业的机械震击器。首先，通过井口连接在震击锤1上部的钢丝上提，震击锤1带动芯轴3上行，此时芯轴3侧壁上的多条第一环形凹槽302与爪套6内壁上的多条内环形凸台602相互啮合并带动压缩环一起上行；上行一段距离后，即当钢丝拉力达到机械震击器工作载荷时，弹簧4受到压缩产生回弹力并作用在压缩环5和爪套6上，爪套6的瓣爪601在反作用力下打开，芯轴3的第一环形凹槽302与爪套6内壁上的内环形凸台602脱开，同时，爪套6外壁上的外环形凸台603与释放套7的环形凹槽啮合，钢丝作业的机械震击器的联动机构即刻脱开，震击锤1快速上行，震击锤1的螺纹连接套筒的上端面快速撞击本体2顶面的下端面上，给井下工具一个相当大的上击力，使工具解卡。当一次震击不能解卡时，释放钢丝拉力，在加重杆的作用下芯轴3下行，弹簧4和压缩环5复位，芯轴3与爪套6复位再次相互啮合，爪套6外环形凸台603重新与释放套7内壁壁面接触，该用于钢丝作业的机械震击器恢复至初始状态；

重复上述解卡动作，通过反复震击实现井下工具解卡。

Claims (7)

1.一种用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，包括：

本体(2)，其为一中空圆柱体结构，本体(2)顶端开设有与震击锤(1)上侧外径相适应的通孔(201)、内壁自上而下依次加工有第一环形凸台(202)和第二环形凸台(203)；

连接短节(8)，其连接固定在本体(2)底端；自连接短节(8)顶面沿轴向开设有一内径与芯轴(3)外径相适应的盲孔；

震击锤(1)和芯轴(3)，震击锤(1)和芯轴(3)自上而下依次连接并设置在本体(2)内；震击锤(1)底端压配在第一环形凸台(202)的上端面上、顶端自本体(2)顶端的通孔(201)伸出；芯轴(3)下侧外壁向内凹陷并形成有第一环形台阶(301)，芯轴(3)位于连接短节(8)的盲孔内；

联动机构，其包括自上而下依次套装在芯轴(3)侧壁上的弹簧(4)、压缩环(5)和爪套(6)；其中，压缩环(5)顶端外壁上加工有一环形凸缘，压缩环(5)顶端抵在芯轴(3)的第一环形台阶的下端面上，环形凸缘下端面压配在本体(2)的第二环形凸台(203)的上端面上，弹簧(4)设置在本体(2)的第一环形凸台(202)与压缩环(5)之间；爪套(6)包括爪套本体以及在其内壁和外壁上分别设置的等间隔距离且相互平行的多条内环形凸台(602)和多条外环形凸台(603)，多条内环形凸台(602)与芯轴(3)外壁对应位置上开设的多条第一环形凹槽(302)相互啮合；自爪套(6)本体上端面和下端面分别开设有多条沿圆周方向均匀分布且间隔交错设置的轴向割缝，使爪套(6)本体上端和下端均形成有多个爪瓣(601)；

和释放套(7)，其设置在连接短节(8)上、顶端抵在第二环形凸台(203)的下端面上；爪套(6)设置在释放套(7)的中心通孔内，且爪套(6)多条外环形凸台(603)之间的凹陷处与释放套(7)的内壁上加工的多条第二环形凹槽位置一一对应且尺寸相适应，使爪套(6)多条外环形凸台(603)的侧壁与释放套(7)的内壁壁面相接触，且发生相对移动时能够与第二环形凹槽(701)相互 啮合。

2.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，震击锤(1)和芯轴(3)螺纹连接，且在螺纹连接处通过沿震击锤(1)圆周方向设置的多个紧固螺丝(10)使震击锤(1)和芯轴(3)加固连接。

3.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，在连接短节(8)侧壁上沿圆周方向开设有多个与盲孔底部连通的排气孔(801)；在设置有排气孔(801)的连接短节(8)内壁上沿径向凹陷形成有用于下行气体排放的第三环形凹槽(802)。

4.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，震击锤(1)顶端自本体(2)顶端的通孔(201)伸出并与本体(2)的通孔(201)内壁之间形成密封。

5.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，本体(2)与连接短节(8)螺纹连接并形成密封；芯轴(3)下部插装在连接短节(8)盲孔内并与盲孔内壁形成密封。

6.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，在震击锤(1)顶端设有用于与加重杆连接的连接外螺纹。

7.根据权利要求1所述的用于钢丝作业的机械震击器，其特征在于，自连接短节(8)底面沿轴向开设有一盲孔，盲孔内壁上设有用于连接下方工具的连接内螺纹。