CN207296940U - 一种用于连续管解卡的新型震击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于连续管解卡的新型震击器，属于连续管钻井技术领域，包括震击器壳体、安装在震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在震击器壳体内部的强力弹簧、安装在震击器壳体内部的可动活塞杆；连续管在震击器芯轴和强力弹簧的配合下实现不断的向上冲击，即连续管会在强力弹簧的弹性势能的作用下产生比较大的冲击载荷，从而对连续管的卡点处产生震击作用，通过利用连续管产生的弹性势能实现对卡阻点的不断往返冲击，利用冲击载荷对连续管的卡点处产生的震击作用，促进连续管解卡工作的完成，降低连续油管的解卡难度，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断，实现连续油管的安全高效解卡。

Description

一种用于连续管解卡的新型震击器

技术领域

本实用新型涉及连续油钻井技术领域，尤其涉及一种用于连续管解卡的新型震击器。

背景技术

近年来，随着石油和天然气资源开采的越来越充分。有利于进行开采的石油资源越来越少，人们把目光投向了页岩石油气和一些需要转向钻井的石油资源。以前的旋转钻井方法由于钻井方向单一，工作效率较低，渐渐地被适用性广、具有较高工作效率的连续油管钻井技术所取代。

当提升连续油管所需要的上提力超过其屈服强度的80%时，这种情况被定义为连续油管遇卡。连续油管遇卡的原因主要包括以下几种：（1）钻井过程中，钻井液不断地进行循环，对钻井过程起到冷却作用，但其中含有的固体颗粒容易积聚在连续油管通过的孔洞处，从而造成连续油管管柱的遇卡；（2）连续油管钻井时，井筒的直径较小，当地层发生变形时容易挤压油管管壁发生变形，从而产生遇卡状况；（3）在井筒的钻井液内落入钻井工具时，需要对其进行打捞作业，若打捞作业存在操作不当的情况，也容易引起连续油管管柱的遇卡；（4）在注水泥作业的过程中作业方法出现问题产生的连续油管遇卡；（5）射孔操作过程中由于产生大量碎屑造成的连续油管遇卡。

已有技术中，通常采用注入头进行连续油管的解卡，但是，由于注入头所具备的最大提升力一般远大于连续油管在断裂前所能承受的最大拉力，一旦连续油管遇卡严重，注入头产生的拉力容易超过油管的断裂拉力，会直接将连续油管拉断。而且一旦造成连续油管管柱的断裂，就会使解卡的难度增大，油井也将无法使用。

因此，随着连续管技术的广泛应用，如何进行连续油管的安全解卡工作成为一个困扰人们的问题，亟待开发一种可以实现连续油管安全解卡的新型震击器。

发明内容

本实用新型实施例提供一种用于连续管解卡的新型震击器，旨在实现连续油管的安全解卡，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断，通过利用连续管产生的弹性势能和重力势能实现对卡阻点的不断往返冲击，利用冲击载荷对连续管的卡点处产生的震击作用，促进连续管解卡工作的完成，降低连续油管的解卡难度，实现连续油管的安全高效解卡。

本实用新型提供的具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种用于连续管解卡的新型震击器，所述新型震击器包括震击器壳体、安装在所述震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在所述震击器壳体内部的强力弹簧、安装在所述震击器壳体内部的可动活塞杆；其中，所述震击器壳体包括位于所述震击器壳体顶部的第一腔室、位于所述震击器壳体中部的第二腔室、位于所述震击器壳体中心的第三腔室和位于所述震击器壳体的下部的第四腔室，所述震击器芯轴安装在所述第一腔室、所述第三腔室和所述第四腔室中，所述强力弹簧和所述可动活塞杆安装在所述第二腔室中，所述可动活塞杆和所述震击器芯轴之间的配合面为锥面，所述可动活塞杆的两端分别为平面和斜面，所述平面与所述强力弹簧的一端相接触，所述斜面与所述圆锥段的锥面相接触，所述斜面的锥角和所述圆锥段的锥角相同且所述锥角为30°。

可选的，所述震击器芯轴包括第一圆柱段、与所述第一圆柱段上端相连接的上端盖、与所述第一圆柱段下端相连接的圆锥段和与所述圆锥段相连接的第二圆柱段，其中，所述上端盖设置在所述第一腔室中，所述第一腔室的顶部设置有注油孔。

可选的，所述圆锥段的大端在上，所述圆锥段的小端在下。

可选的，所述震击器壳体上设置有4个所述第二腔室，每一个所述第二腔室内设置一个所述强力弹簧和一个所述可动活塞杆。

可选的，4个所述第二腔室围绕所述震击器壳体的中心轴线互成90°对称设置。

可选的，所述上端盖和所述第一腔室的接触面之间设置有O型密封圈。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供一种用于连续管解卡的新型震击器，包括震击器壳体、安装在震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在震击器壳体内部的强力弹簧、安装在震击器壳体内部的可动活塞杆；其中，震击器壳体包括位于震击器壳体顶部的第一腔室、位于震击器壳体中部的第二腔室、位于震击器壳体中心的第三腔室和位于震击器壳体的下部的第四腔室，震击器芯轴安装在第一腔室、第三腔室和第四腔室中，强力弹簧和可动活塞杆安装在第二腔室中，可动活塞杆和震击器芯轴之间的配合面为锥面；通过向第一腔室中注入液压油，随着第一腔室内的液压油的体积增大，震击器芯轴上承受的向下的压力增大，当震击器芯轴上的压力大于强力弹簧通过可动活塞杆作用在震击器芯轴上的向上的作用力时，震击器兴中会开始向下运动；当震击器芯轴向下运动时，由于震击器芯轴的下端与连续油管相连接，进而带动连续油管向下运动；在震击器芯轴向下运动的过程中，强力弹簧被压缩形成巨大的弹性势能，当第一腔室中的液压力撤除之后，在强力弹簧的弹力作用下可以再次带动连续管向上运动，连续管在震击器芯轴和强力弹簧的配合下实现不断的向上冲击，即连续管会在强力弹簧的弹性势能的作用下产生比较大的冲击载荷，从而对连续管的卡点处产生震击作用，通过利用连续管产生的弹性势能实现对卡阻点的不断往返冲击，利用冲击载荷对连续管的卡点处产生的震击作用，促进连续管解卡工作的完成，降低连续油管的解卡难度，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断，实现连续油管的安全高效解卡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种用于连续管解卡的新型震击器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种用于连续管解卡的新型震击器的剖视结构示意图；

图3为本实用新型实施例的震击器壳体的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例的震击器芯轴的等轴侧结构示意图；

图5为本实用新型实施例的震击器芯轴的正视结构示意图；

图6为本实用新型实施例的可动活塞杆的等轴侧结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为实现连续油管的安全解卡，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断问题，本实用新型实施例提供用于连续管解卡的新型震击器，包括震击器壳体、安装在震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在震击器壳体内部的强力弹簧、安装在震击器壳体内部的可动活塞杆；其中，震击器壳体包括位于震击器壳体顶部的第一腔室、位于震击器壳体中部的第二腔室、位于震击器壳体中心的第三腔室和位于震击器壳体的下部的第四腔室，震击器芯轴安装在第一腔室、第三腔室和第四腔室中，强力弹簧和可动活塞杆安装在第二腔室中，可动活塞杆和震击器芯轴之间的配合面为锥面；通过向第一腔室中注入液压油，随着第一腔室内的液压油的体积增大，震击器芯轴上承受的向下的压力增大，当震击器芯轴上的压力大于强力弹簧通过可动活塞杆作用在震击器芯轴上的向上的作用力时，震击器兴中会开始向下运动；当震击器芯轴向下运动时，由于震击器芯轴的下端与连续油管相连接，进而带动连续油管向下运动；在震击器芯轴向下运动的过程中，强力弹簧被压缩形成巨大的弹性势能，当第一腔室中的液压力撤除之后，在强力弹簧的弹力作用下可以再次带动连续管向上运动，连续管在震击器芯轴和强力弹簧的配合下实现不断的向上冲击，即连续管会在强力弹簧的弹性势能的作用下产生比较大的冲击载荷，从而对连续管的卡点处产生震击作用，通过利用连续管产生的弹性势能实现对卡阻点的不断往返冲击，利用冲击载荷对连续管的卡点处产生的震击作用，促进连续管解卡工作的完成，降低连续油管的解卡难度，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断，实现连续油管的安全高效解卡。

下面将结合图1~图6对本实用新型实施例的一种用于连续管解卡的新型震击器进行详细的说明。

参考图1和图2所示，本实用新型实施例的用于连续管解卡的新型震击器包括震击器壳体100、安装在震击器壳体100内部的震击器芯轴200、安装在震击器壳体100内部的强力弹簧300、安装在震击器壳体100内部的可动活塞杆400；其中，震击器芯轴200可移动安装在震击器壳体100的内部，即震击器芯轴200可以沿震击器壳体100的内腔上下移动；可动活塞杆400可移动安装在震击器壳体100的内腔中，也即可动活塞杆400可以沿震击器壳体100的内腔左右移动或者前后移动。

进一步的，参考图1、图2和图3所示，震击器壳体100包括位于震击器壳体100顶部的第一腔室101、位于震击器壳体100中部的第二腔室102、位于震击器壳体100中心的第三腔室103和位于震击器壳体100的下部的第四腔室104以及位于第一腔室101和第三腔室103之间的第五腔室105，其中，第一腔室101的直径大于第五腔室105的直径，第三腔室103的直径大于第五腔室105的直径。

参考图3所示，第二腔室102和第三腔室103之间还设置有第六腔室106，其中，第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103、第四腔室104、第五腔室105和第六腔室106之间为连通状态。

对于第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103、第四腔室104、第五腔室105和第六腔室106的外壁之间的连接方式，本实用新型实施例不做具体限定。

示例的，第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103、第四腔室104、第五腔室105和第六腔室106的外壁之间可以采用螺纹连接固定。

示例的，第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103、第四腔室104、第五腔室105和第六腔室106的外壁之间也可以采用焊接的方式进行固定，比如，当强力弹簧300和可动活塞杆400安装在第二腔室102和第六腔室106中之后，将第二腔室102的外壁焊接在第六腔室106的外壁上，之后再将第六腔室106的外壁焊接在第三腔室103 的外壁上。

其中，优选的，第一腔室101、第二腔室102、第三腔室103、第四腔室104、第五腔室105和第六腔室106的外壁之间采用螺纹连接固定，螺纹连接可方便拆卸，实现安装在震击器壳体100的震击器芯轴200、强力弹簧300和可动活塞杆400的更换、检修和维护。

参考图3所示，第一腔室101的顶部设置有注油孔107，其中，注油孔107用于向第一腔室101内部注入高压液压油，当然注油孔107也可以作为第一腔室101的卸油孔，当外部压力撤除之后，第一腔室101中的高压液压油也可以经注油孔107返回油箱中。当然，还可以在第一腔室101的顶部设置用于卸油的卸油孔，卸油孔的开口处设置有用于控制卸油孔开启和关闭的开关。

参考图4和图5所示，震击器芯轴200包括第一圆柱段201、与第一圆柱段201上端相连接的上端盖202、与第一圆柱段201下端相连接的圆锥段203和与圆锥段203相连接的第二圆柱段204，其中，第一圆柱段201与圆锥段203的大端相连接，第二圆柱段204与圆锥段203的小端相连接。其中，优选的，第一圆柱段201、端盖202、圆锥段203和第二圆柱段204采用一体铸造成型，一体铸造成型的震击器芯轴200的连接强度高、工作可靠性好。

参考图1、图2、图3、图4和图5所示，上端盖202安装在第一腔室101的内部，其中上端盖202与第一腔室101相互配合，上端盖202将第一腔室101分割为相互不连通的上腔室和下腔室。参考图1、图2、图3、图4和图5所示，上端盖202的外径与第一腔室101的外径相同，其中上端盖202与第一腔室101均为圆形，上端盖202与第一腔室101的接触面上设置有用于密封上腔室和下腔室的O型密封圈。示例的，上端盖202与第一腔室101的接触面上设置的O型密封圈可以为O型橡胶密封圈。

参考图1、图2、图3、图4和图5所示，第一圆柱段201设置在第五腔室105中，即第一圆柱段201贯穿第五腔室105，第一圆柱段201的上端位于第一腔室101中，下端位于第三腔室103中；圆锥段203设置在第三腔室103中，第二圆柱段204设置在第四腔室104中，且第二圆柱段204贯穿第四腔室104，第二圆柱段204的下端用于连接连续管。

参考图5所示，圆锥段203的锥角为30°，其中，圆锥段203的锥角为圆锥段203的大端半径减去小端半径的差值与圆锥段的高度之间的比值对应的正切值，也即圆锥段203的锥角为圆锥段203的锥面与中心竖直面之间的夹角，也即圆锥段203的锥度对应的正切角。

参考图6所示，可动活塞杆400包括第一圆杆段401和第二圆杆段402，其中，第一圆杆段401和第二圆杆段402相连接，且第一圆杆段401的直径大于第二圆杆段402的直径，第一圆杆段401的端面为平面4011，第二圆杆段402的端面为斜面4021。

参考图2、图5和图6所示，第一圆杆段401的平面4011与强力弹簧300的一端相接触，强力弹簧300的另一端固定在第二腔室102的端部。参考图2、图5和图6所示，第二圆杆段402的斜面4021与圆锥段203的锥面相接触。当震击器芯轴在震击器壳体100的内部向上运动时，可动活塞杆400在强力弹簧300的推动下沿第二腔室102和第六腔室106向第三腔室103的中心移动；当震击器芯轴200在震击器壳体100的内部向下运动时，可动活塞杆400在震击器芯轴200的圆锥段203的推动下，克服强力弹簧300的弹力，沿第二腔室102和第六腔室106远离第三腔室103的中心移动。

参考图2、图5和图6所示，圆锥段203的大端在上，圆锥段203的小端在下，即震击器芯轴200安装在震击器壳体100的内腔中之后，圆锥段203的锥面与第二圆杆段402的斜面4021相互配合。其中，第二圆杆段402的斜面4021的锥角等于圆锥段203的锥角大小。

参考图2、图5和图6所示，第二圆杆段402的斜面4021的锥角小于圆锥段203的锥角时，在相同的条件下，可以增大强压弹簧的压缩量，提供更多的震击力。其中，经过大量的试验和尝试之后，发现当震击器芯轴200在震击器壳体100的内部向下运动时，震击器芯轴200的锥面对可动活塞杆400的作用力在水平方向的推力远小其在竖直方向上的推力，特别不利于通过可动活塞杆向内压缩强力弹簧300。正是基于此考虑，本实用新型实施例优选的，第二圆杆段402的斜面4021的锥角等于圆锥段203的锥角，且圆锥段203的锥角设置30°，即保证了强力弹簧300对震击器芯轴200的向上推力，也保证了震击器芯轴200对强力弹簧300的水平方向上的圧缩力的大小。

参考图1、图2和图3所示，震击器壳体100上设置有4个第二腔室102，每一个第二腔室102内设置一个强力弹簧300和一个可动活塞杆400； 4个第二腔室102围绕震击器壳体100的中心轴线互成90°对称设置。

在震击器壳体100上设置4个用于安装强力弹簧300和可动活塞杆400的第二腔室102，可以保证震击器芯轴200在震击器壳体100内部向上或者向下运动过程的稳定性和工作可靠性。

本实用新型实施例提供一种用于连续管解卡的新型震击器，包括震击器壳体、安装在震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在震击器壳体内部的强力弹簧、安装在震击器壳体内部的可动活塞杆；其中，震击器壳体包括位于震击器壳体顶部的第一腔室、位于震击器壳体中部的第二腔室、位于震击器壳体中心的第三腔室和位于震击器壳体的下部的第四腔室，震击器芯轴安装在第一腔室、第三腔室和第四腔室中，强力弹簧和可动活塞杆安装在第二腔室中，可动活塞杆和震击器芯轴之间的配合面为锥面；通过向第一腔室中注入液压油，随着第一腔室内的液压油的体积增大，震击器芯轴上承受的向下的压力增大，当震击器芯轴上的压力大于强力弹簧通过可动活塞杆作用在震击器芯轴上的向上的作用力时，震击器兴中会开始向下运动；当震击器芯轴向下运动时，由于震击器芯轴的下端与连续油管相连接，进而带动连续油管向下运动；在震击器芯轴向下运动的过程中，强力弹簧被压缩形成巨大的弹性势能，当第一腔室中的液压力撤除之后，在强力弹簧的弹力作用下可以再次带动连续管向上运动，连续管在震击器芯轴和强力弹簧的配合下实现不断的向上冲击，即连续管会在强力弹簧的弹性势能的作用下产生比较大的冲击载荷，从而对连续管的卡点处产生震击作用，通过利用连续管产生的弹性势能实现对卡阻点的不断往返冲击，利用冲击载荷对连续管的卡点处产生的震击作用，促进连续管解卡工作的完成，降低连续油管的解卡难度，避免连续油管解卡过程中向上的拉力大于连续油管的断裂拉力造成连续油管的拉断，实现连续油管的安全高效解卡。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种用于连续管解卡的新型震击器，其特征在于，所述新型震击器包括震击器壳体、安装在所述震击器壳体内部的震击器芯轴、安装在所述震击器壳体内部的强力弹簧、安装在所述震击器壳体内部的可动活塞杆；其中，所述震击器壳体包括位于所述震击器壳体顶部的第一腔室、位于所述震击器壳体中部的第二腔室、位于所述震击器壳体中心的第三腔室和位于所述震击器壳体的下部的第四腔室，所述震击器芯轴安装在所述第一腔室、所述第三腔室和所述第四腔室中，所述强力弹簧和所述可动活塞杆安装在所述第二腔室中，所述可动活塞杆和所述震击器芯轴之间的配合面为锥面，所述震击器芯轴包括第一圆柱段、与所述第一圆柱段上端相连接的上端盖、与所述第一圆柱段下端相连接的圆锥段和与所述圆锥段相连接的第二圆柱段，其中，所述上端盖设置在所述第一腔室中，所述第一腔室的顶部设置有注油孔，所述可动活塞杆的两端分别为平面和斜面，所述平面与所述强力弹簧的一端相接触，所述斜面与所述圆锥段的锥面相接触，所述斜面的锥角和所述圆锥段的锥角相同且所述锥角为30°。

2.根据权利要求1所述的新型震击器，其特征在于，所述圆锥段的大端在上，所述圆锥段的小端在下。

3.根据权利要求2所述的新型震击器，其特征在于，所述震击器壳体上设置有4个所述第二腔室，每一个所述第二腔室内设置一个所述强力弹簧和一个所述可动活塞杆。

4.根据权利要求3所述的新型震击器，其特征在于，4个所述第二腔室围绕所述震击器壳体的中心轴线互成90°对称设置。

5.根据权利要求4所述的新型震击器，其特征在于，所述上端盖和所述第一腔室的接触面之间设置有O型密封圈。