CN2851537Y - 机械液压式随钻震击器 - Google Patents

Abstract

一种机械液压式随钻震击器，其震击环套装在花键轴与卡瓦芯轴之间，上连接筒与花键筒螺纹连接，锁紧机构的卡瓦芯轴与花键芯轴、锁紧筒与上连接筒均以螺纹连接，上卡瓦座、卡瓦、下卡瓦座、碟簧组、调节螺杆和调节螺母套装在卡瓦芯轴上，阀芯轴与卡瓦芯轴螺纹连接，液压延时系统的计量阀装在阀芯轴上，计量针、滤芯和阀堵装在计量阀内，活塞又与阀芯轴连接。震击器组合在钻具中，当钻台上上提钻柱，锁扣脱开，经延时后芯轴被释放，产生强烈上击；反之，下放钻柱，锁扣脱开，芯轴下落至关闭位置，产生下击。

Description

机械液压式随钻震击器

技术领域

本实用新型涉及到一种机械液压式随钻震击器，在石油、地质钻井作业中用于解决卡钻问题的井下打捞工具，属于石油设备技术领域。

背景技术

在钻井作业中，由于地质构造复杂、技术措施不当以及泥浆、管柱、井眼等各种原因，常常发生钻具被卡(也就是卡钻)的事故。卡钻对钻井作业影响很大，如果处理不当，不仅消耗时间长，损失钻井进尺，而且可能使事故恶化，甚至造成油气井报废。因此急需一种工具组合在钻具中，当钻具遇卡时，可以迅速通过给卡点处实施向上或向下以强烈的震击力，使卡点松动，从而达到迅速解除卡钻的目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种机械液压式随钻震击器，组合在钻具当中，当钻具遇卡时，通过对卡点处实施强烈的向上或向下的震击力，使卡点松动，从而使钻具迅速解卡。

机械液压随钻震击器将液压延时系统与机械锁扣装置结合起来，制成一种相对较短，具有机械和液压双重功能的随钻震击器。其中液压延时设置允许操作人员调整上提力，然后用绞车滚筒刹车。这样容易减轻井口震动力，防止提升设备的损坏；机械锁扣装置除了可承受锁扣装置许可范围之内的拉力与压力外，还可以防止在正常钻井过程中内部机件相对错动，从而消除内部部件不必要的磨损。机械液压随钻震击器完全满足了该类需求。

机械液压式随钻震击器由扭矩传递机构、震击机构、机械锁扣装置及液压延时系统组成。扭矩传递机构的花键筒套装在花键芯轴上，拼合轴承装在花键筒凹口内，挡圈、O形密封圈、Y形密封环、O形密封圈以及刮子依次装在花键筒凹槽内。震击机构的震击环套装在花键芯轴与卡瓦芯轴之间，上连接筒与花键筒以螺纹连接，耐磨环装在卡瓦芯轴凹槽内，花键芯轴与卡瓦芯轴以螺纹相连接。机械锁紧机构的锁紧筒与上连接筒以螺纹连接，上卡瓦座、卡瓦、下卡瓦座、蝶簧组、调节螺杆和调节螺母依次套装在卡瓦心轴上。液压延时系统的计量阀内装有计量针和滤芯，用阀堵固定，计量阀套装在阀芯轴上面，活塞与阀芯轴在以螺纹连接，活塞凹槽内装有O形密封圈、挡圈、O形密封圈和Y形密封环，阀芯轴右端凹槽内也装有O形密封圈，下连接筒的公扣上面装有O形密封圈，下接头筒套装在活塞和阀芯轴上面，并与下连接筒连接。

机械液压随钻震击器的优点是在于钻井过程中较自由地组合在钻具中，当钻具遇卡时，可以迅速通过对卡点处实施强烈的向上或向下的震击力，使卡点松动，从而使钻具迅速解卡。液压延时设置允许操作人员调整上提力，然后用绞车滚筒刹车，这样容易减轻井口震动力，防止提升设备的损坏。钻台上不需要特殊的操作方法。具有双向震击模式：上击、下击。

附图说明

图1机械液压式随钻震击器机构示意图，其中：

1花键芯轴

2花键筒

3拼合轴承

4管堵

5上连接筒

6震击环

7卡瓦芯轴

8锁紧筒

9上卡瓦座

10卡瓦

11下卡瓦座

12蝶簧组

13调节螺杆

14调节螺母

15紧定螺钉

16下连接筒

17阀芯轴

18计量阀

19计量针

20滤芯

21阀堵

22下接头筒

23活塞

24刮子

25Y形密封环

26O形密封圈

27挡圈

28O形密封圈

29O形密封圈

30耐磨环

31O形密封圈

32耐磨环

33挡圈

34O形密封圈

35O形密封圈

36O形密封圈

37Y形密封环

具体实施方式

组装时，由图1，把花键芯轴1夹在虎钳内；将拼合轴承3装入花键筒2的凹口内，并且用黄油将其固定，再将挡圈27、O形密封圈28、Y形密封环25、O形密封圈26和刮子24装入花键筒2的槽内，并且将O形密封圈29装到花键筒2的本体连接公扣上，在密封件上涂润滑油；在花键芯轴1的外花键上涂抹防粘剂，将花键筒2套到花键芯轴1上并且确保所有花键对准，在花键芯轴1的台肩与花键筒2的端部留出一个合适的间隙；将震击环6装到花键芯轴1端部的公扣上；将O形密封圈31装到花键芯轴1右端部的槽内；将耐磨环30装到卡瓦芯轴7的凹槽内；在花键芯轴1的公扣上涂抹防粘剂，并与卡瓦芯轴7连接，用套筒工具将卡瓦芯轴7上紧至规定的扭矩值；在卡瓦芯轴7的锁扣啮合区域涂上防粘剂，确保防粘剂延伸到锁扣啮合区域两端向外至少150mm的范围；在花键筒2的公扣上涂抹防粘剂并用上连接筒5相连；将O形密封圈29装到锁紧筒8的公扣上；在调节螺杆13的丝扣上涂抹防粘剂，并且与调节螺母14相连，调整至理想的间隙后，在调节螺母14上安装紧定螺钉15固定；在锁紧筒8的公扣上涂抹润滑油；将上卡瓦座9装到卡瓦芯轴7上，并向上顶住上连接筒5的公扣端；根据卡瓦芯轴7的齿形结构将卡瓦10绕卡瓦芯轴7安装好，并将卡瓦紧靠上卡瓦座9；将下卡瓦座11装到卡瓦芯轴7上，并向上紧靠卡瓦10；将蝶簧组12套到卡瓦芯轴7上，并紧靠下卡瓦座11，将连接在一起的调节螺杆13和调节螺母14装到卡瓦芯轴7上并装入锁紧筒8内，向上紧靠蝶簧组12。在锁紧筒8公扣端涂抹润滑油并将锁紧筒8装到卡瓦芯轴7上。将整个总成(上卡瓦座9、下卡瓦座11、卡瓦10、蝶簧组12、调节螺杆13以及调节螺母14)推入锁紧筒8，确保卡瓦10在卡瓦芯轴7的锁扣齿形结构内正确就位。将锁紧筒8与上连接筒5连在一起，在卡瓦芯轴7的公扣上端涂防粘剂；将耐磨环32、O形密封圈34以及挡圈33装到的阀芯轴17上，将O形密封圈35装到卡瓦芯轴7右端部的凹槽内；将阀芯轴17与卡瓦芯轴7连接在一起，并用套筒工具将阀芯轴17上紧到扭矩表所规定的扭矩值；将下连接筒16装到阀芯轴17上，并与锁紧筒8相连接。这时必须校验锁扣解锁力，可通过向里或向外转动调节螺母14来调节蝶簧组12上的预压载荷，从而达到调整锁扣解锁力的目的；一旦锁扣装置调节完成，可继续以下步骤；将计量针19、滤芯20装入计量阀18内，并用阀堵21固定；将计量阀18装到阀芯轴17上，并且确保阀堵21朝向活塞23，背向锁扣装置；将O形密封圈34、挡圈33、O形密封圈36、Y形密封环37装到活塞23的凹槽内，将O形密封圈35装到阀芯轴17右端部的凹槽内，将活塞23与阀芯轴17连接，并且用套筒工具将活塞23上紧至规定的扭矩值；将O形密封圈29装到下连接筒16的公扣上，并在丝扣上涂抹防粘剂。将下接头筒22套到活塞23与阀芯轴17上，并与下连接筒16连接在一起；将工具本体的连接丝扣上紧。向锁紧筒8上的油孔内注入80-140号齿轮油或同类型油直至油在花键筒2上油孔内冒出为止，然后用管堵4将注油孔堵住；向下连接筒16上的油孔内注入32号抗磨液压油直至油在下接头筒22上油孔内冒出为止，用管堵4将注油孔堵住。至此该机械液压式随钻震击器组装完成。

该机构的工作原理如下：由花键筒2套装在花键芯轴1的外花键部位实现将钻台上施加给钻具的扭矩由花键芯轴1的外花键传递给花键筒2的内花键，进而通过震击器的上连接筒5、锁紧筒8、下连接筒16、下接头筒22传到与震击器相连的下面的钻具中。震击环6在震击器的芯轴被释放后随芯轴急速向上运动与花键筒2右端面产生强烈的撞击而实现震击。

在蝶簧组12预紧力的作用下，卡瓦10的内棱带嵌入与之相配的卡瓦心轴7的环槽内。当震击器受到钻柱的拉力(压力)时，震击器的卡瓦芯轴7逐渐向锁紧机构施加相应的拉力(压力)。由于卡瓦芯轴7环槽上的斜面的推力作用，卡瓦10向外张开。当作用力达到标定的释放力时，卡瓦芯轴7从卡瓦10中滑脱(释放)，机械锁紧机构打开。

液压延时系统只有在震击器上击时才启动，当机械锁紧机构向上释放后，阀芯轴17连同与之相连的活塞23迅速向上移动，同时压迫下接头筒22内的液压油液流向下连接筒16，当阀芯轴17的加粗部分运动到计量阀18处时，由于它们之间为过盈配合，下接头筒22内的液压油液不能由此处流到上腔内，只能从设计好的计量阀18的计量通道流过，因下接头筒内22的液压油液需要一定时间才能完全流入到下连接筒16，进而产生延时性能。在液压油液流向下连接筒16时，阀芯轴17也缓慢向上移动通过计量阀18，当阀芯轴18的加粗部分通过了计量阀18后液压油液就可以自由流入下连接筒16，此时液压延时结束，各芯轴急速被拉向上，震击环6撞击在花键筒2右端面上，进而产生强烈的液压震击力。

使用时，将机械液压随钻震击器芯轴端向上安装于钻具之中，需要上击时，在井台上上提钻柱，当上提力超过锁扣上击解锁力时，机械锁扣脱开，开始进入液压延时，经过短暂的延时之后，震击器心轴被突然释放，并被加速至最大伸展位置，从而产生强有力的上击。下击时，下放钻柱，当向下的挤压力超过锁扣下击解锁力时，机械锁扣脱开，震击器心轴自由下落至完全关闭位置，产生下击。

Claims (1)

1.一种机械液压式随钻震击器，其特征是震击器由扭矩传递机构、震击机构、机械锁扣机构及液压延时系统组成，扭矩传递机构的花键筒〔2〕套装在花键芯轴〔1〕上，拼合轴承〔3〕装在花键筒〔2〕凹口内，挡圈〔27〕、O形密封圈〔28〕、Y形密封环〔25〕、O形密封圈〔26〕以及刮子〔24〕依次装在花键筒〔2〕凹槽内；震击机构的震击环〔6〕套装在花键芯轴〔1〕与卡瓦芯轴〔7〕之间，上连接筒〔5〕与花键筒〔2〕以螺纹连接，耐磨环〔30〕装在卡瓦芯轴〔7〕凹槽内，花键芯轴〔1〕与卡瓦芯轴〔7〕以螺纹相连接；机械锁紧机构的锁紧筒〔8〕与上连接筒〔5〕以螺纹连接，上卡瓦座〔9〕、卡瓦〔10〕、下卡瓦座〔11〕、蝶簧组〔12〕、调节螺杆〔13〕和调节螺母〔14〕依次套装在卡瓦心轴〔7〕上；液压延时系统的计量阀〔18〕内装有计量针〔19〕和滤芯〔20〕，用阀堵〔21〕固定，计量阀〔18〕套装在阀芯轴〔17〕上面，活塞〔23〕与阀芯轴〔17〕在以螺纹连接，活塞〔23〕凹槽内装有O形密封圈〔34〕、挡圈〔33〕、O形密封圈〔37〕和Y形密封环〔38〕，阀芯轴〔17〕右端凹槽内也装有O形密封圈〔35〕，下连接筒的公扣上面装有O形密封圈〔29〕，下接头筒〔22〕套装在活塞〔23〕和阀芯轴〔17〕上面，并与下连接筒〔16〕连接。