CN208330251U - 连续低频震击器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种连续低频震击器，连续低频震击器包括壳体、启动阀和位于启动阀下方的震击机构；壳体内设置有将其贯穿的通道，启动阀和震击机构设置在通道内；启动阀包括能相对壳体移动的启动杆、设置在启动杆和壳体之间的启动弹簧、设置在启动杆侧壁上的泄压孔；壳体具有能在启动杆相对壳体滑动过程中将泄压孔打开或关闭；震击机构包括震击块以及复位机构，震击块能与启动杆接合，从而使震击块在其与启动杆接合时向下移动，复位机构能使震击块向上移动。本申请实施例中的连续低频震击器与超额负荷相互独立，即使工具本身不能移动，也可以正常操作震击工具。

Description

连续低频震击器

技术领域

本申请涉及石油天然气技术领域，具体而言，涉及一种连续低频震击器，其适用于修井、完井作业领域，尤其针对砂堵，砾石卡钻以及连续管卡钻，无需上拉和下压操作，通过液压实现连续低频解卡新型解卡工具。

背景技术

针对很多不同类型卡钻，震击器发展至今，已有较多成功的解卡案例。但针对复杂井况，常规震击器很难达到预计效果，有如下不足：

1.对于水平井、大位移井在狗腿度处卡钻事故，常规震击器仅通过上提和下压，产生震击。震击力不能很好地作用在卡点管柱上。

2.对于完井过程中砂堵，砾石卡钻，由于砂砾连续不断堆积形成，常规震击器受拉或压后只能产生单次单向震击，再次震击时需要较长时间复位和准备工作，因此很难达到解卡目的。

3.对于连续管卡钻，由于常规震击器解卡过程中多次上提和下压，导致连续管疲劳失效，产生较大经济损失。

4.常规钻井中，多次上提、下压，导致卡点以外其他管住部位松动或使落鱼再次被破坏，加重打捞难度。

实用新型内容

针对上述解卡问题，实用新型了一种连续低频震击器，其结构简单，操作方便，通过液压操作，启动震击器能产生连续双向震击。

为实现上述目的，本申请提供了一种连续低频震击器，所述连续低频震击器包括壳体、启动阀和位于所述启动阀下方的震击机构；

其中，所述壳体内设置有将其贯穿的通道，所述启动阀和所述震击机构设置在所述通道内；

所述启动阀包括能相对所述壳体移动的启动杆、设置在所述启动杆和所述壳体之间的启动弹簧、设置在所述启动杆侧壁上的泄压孔；

所述壳体具有能在所述启动杆相对所述壳体滑动过程中将所述泄压孔打开或关闭；

所述震击机构包括震击块以及复位机构，所述震击块能与所述启动杆接合，从而使所述震击块在其与所述启动杆接合时向下移动，所述复位机构能使所述震击块向上移动。

优选地，所述启动杆的下端密封，所述震击块具有中心通道，所述启动杆的下端能将所述中心通道密封。

优选地，所述壳体自上而下依次包括上接头、阀体、震击筒体、弹簧筒体、下接头，所述阀体套设在所述启动阀外，所述震击筒体套设在所述震击机构外。

优选地，所述壳体侧壁上带有排气孔，便于平衡壳体内部压力。

优选地，所述复位机构包括设置在所述震击块和所述壳体之间的蓄能弹簧。

优选地，所述震击块呈T形，所述震击块的两个侧面设置有震击垫。

优选地，所述壳体具有环形阻尼台，所述启动杆具有凸起部，所述启动弹簧设置在所述环形阻尼台和所述凸起部之间。

优选地，所述复位机构包括与所述震击块连接的冲管，所述冲管与所述壳体之间具有复位腔，所述冲管的侧壁设置有与所述复位腔连通的分流孔。

优选地，所述壳体具有限位凸台，所述启动杆具有能与该限位凸台沿径向延伸的凸缘。

优选地，所述壳体具有台肩，从而能与冲管抵接。

本申请实施例中的连续低频震击器与超额负荷相互独立，即使工具本身不能移动，也可以正常操作震击工具。低频震击器不需要高强度的打捞管柱或钻铤，也不需要管柱的上下往复运动，而是靠泵入的液体来工作的，它可以在任何时候通过启动循环系统的液体和连续低频震击器来激发震击力，克服井身结构限制，防止砂砾堆积，并能避免常规震击器反复拉压造成管柱疲劳失效。

本实用新型实施例由于采用了上述技术方案，连续低频震击器利用液压驱动弹簧伸缩，通过弹簧伸缩实现连续震击。此产品主要用于修/完井时解卡作业，应用时随钻具组合下井。该工具在修/完井过程中通过液体冲击产生上下双向连续震击，不用进行上提和下放作业。操作时，由地面泵驱动，液压激发启动杆产生液压脉冲压力，引发震击机构与壳体产生连续低频上下往复震击力，震击力通过壳体传递到井下被卡落鱼的卡点处，以一种略微低的超额负荷作用在落鱼上。连续低频震击器产生的震击力以一种压缩波传递到落鱼上，然后自由释放出强大的反冲力，使其解卡。震击力的频率和强度是通过泵的排量。当泵排量增大，震击力的频率和强度就会增加。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型连续低频震击器的结构示意图。

图2是本实用新型启动阀加载工作原理示意图。

图3是本实用新型启动后憋压时示意图。

图4是本实用新型连续低频震击器向下震击结构示意图。

图5是本实用新型连续低频震击器向上震击结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，一种连续低频震击器，所述连续低频震击器包括壳体9、启动阀10和位于所述启动阀10下方的震击机构20；其中，所述壳体9内设置有将其贯穿的通道，所述启动阀10和所述震击机构20设置在所述通道内；所述启动阀10包括能相对所述壳体9移动的启动杆11、设置在所述启动杆11和所述壳体9之间的启动弹簧12、设置在所述启动杆11侧壁上的泄压孔101；所述壳体9具有能在所述启动杆11相对所述壳体9滑动过程中将所述泄压孔101打开或关闭；所述震击机构20包括震击块21以及复位机构，所述震击块21能与所述启动杆11接合，从而使所述震击块21在其与所述启动杆接合时向下移动，所述复位机构能使所述震击块21向上移动。

具体的，所述壳体9内设置有将其贯穿的通道，通道内设置有启动阀10和震击机构20。壳体9内壁设置不同直径的台肩，便于安装和定位启动阀10和震击机构20。壳体9包括上接头1、阀体15、震击筒体2、弹簧筒体26、下接头5。

所述壳体9内壁上有阻尼槽201，便于启动阀10形成高压。阻尼槽201位于过流端面内，以通孔或通槽等结构，能将高压腔流体分流至低压区。所述壳体9侧壁上带有排气孔202，便于平衡壳体9内部压力。高压液体通过地面泵流经壳体9上端的上接头1，进入启动阀10增压后，激发震击机构20产生低频震击。

启动杆11置于壳体9内部通道内，一端与壳体9内部台肩抵靠，另一端通过与壳体9内壁阻尼槽201内孔配合。所述的启动杆11为一端封堵的空心管，封堵头17外表面涂有保护层，防止启动杆11推压震击机构20产生磨损。所述的启动杆11侧壁上设置有泄压孔101，当泄压孔101位于排压腔时，所述启动阀10泄压，随后复位。

所述启动阀10包括启动弹簧12，所述启动弹簧12置于壳体9内壁与启动杆11环空之间，启动杆11在启动弹簧12约束下活动。启动弹簧12置于壳体9内孔与启动杆11环空之间，一端与启动杆11相抵靠，另一端与壳体9的台肩低靠，可灵活转动和轴向拉伸或压缩，其行程限制启动杆11运动范围。

所述震击机构20设置有中心通道4，上端为震击块21，所述震击块21与壳体9内部的凸台配合，并通过震击杆22将其与蓄能弹簧23联接，带动其往复运动。所述蓄能弹簧23置于壳体9与冲管24之间环空，将震击机构20与壳体9紧密关联。弹簧筒体26为蓄能弹簧23的外筒，内部与冲管24配合，中间环空形成弹簧腔25，侧壁上带有排气孔202，便于平衡内部压力。

所述震击块21位于震击机构20顶端，下端与震击杆22联接。震击块21下端设置凸台，凸台上端面401与上击面301产生向上震击，下端面402与下击面302产生向下震击。震击杆22置于所述震击块21与冲管之间，为震击块21提供了足够长冲击行程，所述震击杆22外圆上设置有导向部位，便于其轴向活动，促进连续震击。冲管24位于震击机构20的尾端，上端与震击杆22连通，下端与壳体9下端内孔配合；侧壁上设有分流孔102，便于平衡震击机构内部压力；所述冲管24足够长，保证蓄能弹簧23正常压缩和伸长。所述蓄能弹簧23置于壳体9内孔与冲管24之间环空，一端与震击杆22相抵靠，另一端与壳体9台肩低靠，且能根据受力情况自由伸缩。

震击垫3套设在所述震击机构20的震击块21之外，分别与壳体9内部上击面301和下击面302相抵靠，防止震击块21与壳体9撞击受损。

下接头5位于连续低频震击器尾部，上端联接弹簧筒体26，下端联接其他钻柱。所述下接头5内部设置中心通孔502，形成液压排出通道，孔内设置台肩501，控制冲管24下行程。

此机构启动加载工作原理图见图2。当连续低频震击器下井时，前端遇阻，地面将足够流量的高压液体从上接头1泵入启动杆11的中心孔16内，泄压孔101受到震击筒体2内的阻尼槽201阻挡，中心孔16内液压升高，推动启动杆11迅速下移，压缩启动弹簧12，直到下端封堵头17与震击块21上端入口403接触形成密封面110。

此机构启动后憋压时示意图见图3。受到地面泵入的液压力，启动杆11继续下行，由于启动杆11下端为封堵头17，当封堵头将震击机构20的中心通道4封堵，由于震击块21与封堵头17之间形成密封面110。排压腔14被封闭。启动杆11受压后，继续压缩启动弹簧12，当泄压孔101位移到排压腔14位置时，高压液体由中心孔16通过泄压孔101流入排压腔14，排压腔14内液压力足渐升高。

此机构向下震击结构示意图见图4。当启动杆11上端受液压下行，直到启动杆11的凸缘18受到限位凸台13限制停止下移。排压腔14受封堵后，由中心孔16流入高压液体通过泄压孔101排入排压腔14，排压腔14内压力足渐升高，在震击块21上端面受到较高液压力，继续下行，与启动阀10的封堵头17分开，震击块21的下端面402与下击面302撞击，排压腔14泄压，流体进入中心通道4。

此机构向上震击结构示意图见图5。

高压流体由中心通道4通过分流孔102流入弹簧腔25，使震击杆22下端面成为液压受力面203，由于弹簧腔内液压力使受力面203向上推力，

同时由于下击之后，下击面302对震击块21向上的反作用力，以及蓄能弹簧23向上复位力，带动震击机构20内部震击芯轴震击块、震击杆、冲管快速向上，震击块21的上端面401与震击筒体2内部台肩上击面301相撞，产生上击，并推动启动杆11复位。

本实用新型采用的技术方案是：当连续低频震击器下井时，前端遇阻，地面将足够流量的高压液体从上接头1泵入启动杆11中心孔16内，泄压孔101受到震击筒体2内阻尼槽201阻挡，中心孔16内液压升高，推动启动杆11迅速下移，压缩启动弹簧12，当启动杆11继续下行，由于启动杆11下端为封堵头17，当封堵头将震击机构20的中心通道4封堵，由震击块21与封堵头17之间形成密封面110，排压腔14被封闭。此时，震击机构20内部震击芯轴震击块21、震击杆22、冲管24受启动杆11上端面液压推力，随之下行，压缩蓄能弹簧23。

启动杆11受压后，压缩启动弹簧12，推动震击机构20内部震击芯轴震击块、震击杆、冲管整体下行，压缩蓄能弹簧23。当泄压孔101位移到排压腔14位置时，高压液体由中心孔16通过泄压孔101流入排压腔14，排压腔14内液压力足渐升高，在震击块21上端面与封堵头17下端面形成较高液压力，直到排压腔14内高压液体将震击块21与封堵头17冲开。此时，启动杆11在排压腔14的高压与启动弹簧12反作用下复位。同时，震击杆22在高压作用下带着震击块21，迅速压缩蓄能弹簧23下行，震击块21向下撞击到弹簧筒体25的下击面302处震击垫3上，产生下击。由于震击垫3对震击块21的反作用力以及蓄能弹簧23复位力，带动震击机构20内部震击芯轴震击块21、震击杆22、冲管24快速向上，震击块21与震击筒体2内部台肩上震击垫3相撞，产生上击。随后，启动杆11再次受上接头1上端液体压力，推动震击机构20内部震击芯轴，激发再次震击。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种连续低频震击器，其特征在于，所述连续低频震击器包括壳体(9)、启动阀(10)和位于所述启动阀(10)下方的震击机构(20)；

其中，所述壳体(9)内设置有将其贯穿的通道，所述启动阀(10)和所述震击机构(20)设置在所述通道内；

所述启动阀(10)包括能相对所述壳体(9)移动的启动杆(11)、设置在所述启动杆(11)和所述壳体(9)之间的启动弹簧(12)、设置在所述启动杆(11)侧壁上的泄压孔(101)；

所述壳体(9)具有能在所述启动杆(11)相对所述壳体(9)滑动过程中将所述泄压孔(101)打开或关闭；

所述震击机构(20)包括震击块(21)以及复位机构，所述震击块(21)能与所述启动杆(11)接合，从而使所述震击块(21)在其与所述启动杆接合时向下移动，所述复位机构能使所述震击块(21)向上移动。

2.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述启动杆(11)的下端密封，所述震击块(21)具有中心通道，所述启动杆(11)的下端能将所述中心通道密封。

3.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述壳体(9)自上而下依次包括上接头(1)、阀体(15)、震击筒体(2)、弹簧筒体(26)、下接头(5)，所述阀体(15)套设在所述启动阀(10)外，所述震击筒体(2)套设在所述震击机构(20)外。

4.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述壳体(9)侧壁上带有排气孔(202)，便于平衡壳体(9)内部压力。

5.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述复位机构包括设置在所述震击块(21)和所述壳体(9)之间的蓄能弹簧(23)。

6.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述震击块(21)呈T形，所述震击块(21)的两个侧面设置有震击垫(3)。

7.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述壳体(9)具有环形阻尼台(201)，所述启动杆(11)具有凸起部，所述启动弹簧(12)设置在所述环形阻尼台(201)和所述凸起部之间。

8.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述复位机构包括与所述震击块(21)连接的冲管(24)，所述冲管(24)与所述壳体(9)之间具有复位腔，所述冲管(24)的侧壁设置有与所述复位腔连通的分流孔(102)。

9.根据权利要求1所述的连续低频震击器，其特征在于，所述壳体(9)具有限位凸台(13)，所述启动杆(11)具有能与该限位凸台(13)沿径向延伸的凸缘(18)。

10.根据权利要求8所述的连续低频震击器，其特征在于，所述壳体(9)具有台肩(501)，从而能与冲管(24)抵接。