JPH0579264A - 大きい孔の油圧式掘削ジヤー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジャーを通って延びている掘削流体孔の直径
を増加させること及び上向き及び下向きジャーリング作
用を独立に制御することである。 【構成】 複動作用油圧式ドリルジャー１は、長手方向
滑動移動できるようにハウジング３内に配列されたマン
ドレル２を含む。ハンマ６９がマンドレル２に配置され
ており、ハウジング３内のアンビル表面６４、６６と相
互作用してドリルストリングに上向き及び下向きのジャ
ーリング力を加える。油圧弁配列が、ハンマ６９を解放
して大きな力でアンビル表面を打つ前に大量の静的力の
蓄積を可能とする。油圧弁配列は、ハウジング３内のマ
ンドレル２の下向き移動に応答して係合表面の第１の対
によりそしてハウジング３内のマンドレル２の上向き移
動に応答して係合表面の第２の対により作動されるよう
に配置されたトリップバルブを含む。かくして、上向き
及び下向きジャーリング作用に対する独立した制御が達
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、一般に、掘削装置に使用するた
めの複動作用油圧式ジャーに関するものであり、特に、
ジャーを通って延びている掘削流体孔の直径を増加させ
そして動作中許容し得る過度の引張り（overpull）を増
加させるように寸法がコンパクトな複動作用油圧式ジャ
ーを作動させるための改良された機構に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ドリル
ジャー（drilling jars）は、井戸掘削装置の分野では
長い間知られてきた。ドリルジャーは、掘削装置又は生
産装置が井戸孔から容易に取り出すことができないよう
な程度に抑留された（stuck）とき使用されるツールで
ある。ドリルジャーは、普通は、抑留された物（stuck
object）の領域のパイプストリング内に配置されそして
地表のオペレータがドリルストリングの操作を介してド
リルストリングに一連のインパクトブローを送ることを
可能とする。望ましくは、ドリルストリングへのこれら
のインパクトブローは抑留された物を移動させそして連
続操作を可能とした。

【０００３】ドリルジャーは、滑りジョイントを含み、
滑りジョイントは、回転運動を許容しないで、内側マン
ドレルと外側ハウジングとの相対的軸線方向移動を可能
とする。マンドレルは、典型的には、それにハンマが形
成されているが、ハウジングはマンドレルハンマに隣接
して位置したアンビルを含む。かくして、ハンマとアン
ビルを高速で一緒に滑らせることにより、それらは、抑
留されたドリルストリングに、しばしばドリルストリン
グを自由にジャーリング（jarring）するのに十分な、
非常に大きなインパクトを伝達する。

【０００４】しばしば、ドリルジャーは、普通の掘削工
程中底部穴組立体の部品として使用される。即ち、ドリ
ルジャーは、ツールが抑留されると、ドリルストリング
に加えられるのではなくて、井戸を掘削する普通の工程
全体にわたりストリングの一部として使用される。かく
して、ツールが井戸孔において抑留されたとき、ドリル
ジャーは、ツールを取り出すために存在しそしてそのた
めに使用する用意が整っている。

【０００５】しかしながら、ドリルジャーはドリルスト
リングの一部を形成するので、それは、それをとおして
掘削流体を通すための装置も含んでいなければならな
い。例えば、掘削流体は、通常は、ドリルストリングを
通って長手方向に延びている内孔を通り、ドリルビット
を通って外に出、井戸孔とドリルストリングにより形成
された環状部を通って上へと循環する。掘削流体は、ド
リルビットを冷却し、切屑を除去しそして“ブローアウ
ト”（“blowouts”）を防止するのに使用される。故
に、大きな容積のこの掘削流体は、ドリルストリング内
の長手方向孔を通される。明らかに、大きい直径の孔で
は、より多くの掘削流体がそれを通ることができ、そし
て冷却及び切屑除去はより効率良く行われる。しかしな
がら、ドリルジャーは、ドリルストリングの残りの部分
とは機械的複雑さが相当異なる。この機械的複雑さは、
必然的にドリルジャーを通る孔の直径の減少をもたら
し、これはドリルビットへの掘削流体の流れを制限す
る。

【０００６】例えば、ロバート・ダブリュ・エバンスに
対して１９８２年１１月３０日に発行された米国特許第
４，３６１，１９５号は、直径の減少した長手方向孔を
有する複動作用ドリルジャーを記載している。特に、こ
の第４，３６１，１９５号特許は、制御アームの対と協
働してこの“複動作用”を与える環状トリップバルブを
記載している。しかしながら、この機構は、ドリルジャ
ーの実質的な直径方向セグメントを浪費し、その内側長
手方向孔の直径を減少させる。

【０００７】更に、第４，３６１，１９５号特許の制御
アームは、トリップバルブの同じ制御表面と相互作用し
て下向き及び上向きの両方のジャーリング作用（jarrin
g action）を制御する。従って、マンドレルとハウジン
グとの同じ程度の移動、従って同じ時間遅延（time del
ay）が、上向き及び下向きの両方のジャーリングを作動
させるために存在している。或る用途においては、下向
きジャーリングと関連した時間遅延とは異なる上向きジ
ャーリングと関連した時間遅延を有することが有利であ
る。第４，３６１，１９５号の装置はこのような装置を
持っていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の１つ又
はそれより多くの問題を克服するか又は最小にすること
を目的とする。

【０００９】本発明の１つの観点では、管状ハウジング
内で入れ子式移動ができるように配列された管状マンド
レルから成る複動作用ドリルジャーに使用するための、
油圧式トリップバルブが設けられている。第１フランジ
が、該管状ハウジングの内側表面にカップリングしてお
り（couple）そしてそして該第１フランジの両側の表面
（opposed surfaces）に第１及び第２作動表面を形成す
るように該ハウジング内で予め選ばれた距離延びてい
る。第１環状弁部材が直径方向には該ドリルジャーのマ
ンドレルとハウジングとの間に配置されておりそして該
第１フランジから長手方向に変位される。第１環状弁部
材は、第２フランジを有しており、第２フランジは、第
１フランジの第１作動表面と重なり合う関係においてそ
れから該ハウジングに向けて予め選ばれた半径方向距離
延びている。第１環状弁部材は、直径方向内側の表面を
有してり、この直径方向内側の表面は、それに形成され
た凹部を有していて、第３作動表面を露出している。第
２環状弁部材は、直径方向には該ドリルジャーのマンド
レルとハウジングとの間に、そして長手方向には第１環
状弁部材に隣接して且つ該第１環状弁部材とシール関係
において配置されている。第２環状弁部材は、第３フラ
ンジを有しており、該第３フランジは、第１フランジの
第２作動表面と重なり合う関係において第２環状弁部材
から該ハウジングに向けて予め選ばれた半径方向距離延
びている。第２環状弁部材は、直径方向内側の表面を有
し、この内側表面はそれに形成された凹部を有してい
て、第４作動表面を露出している。第１及び第２環状弁
部材凹部は、隣接して形成されておりそして互いに開い
ている（open）。最後に、作動機構が前記マンドレルに
結合されそして前記マンドレルと共に移動可能である。
この作動機構は、直径方向には前記トリップバルブに対
して内方に配置されておりそして第４フランジを有して
おり、該第４フランジは、該作動機構から該第１及び第
２環状弁部材凹部へと予め選ばれた距離延びていて、該
第４フランジの両側の表面（opposed surfaces）に第５
及び第６作動表面を形成している。この第５及び第６作
動表面は、直径方向には該第１及び第２環状部材の該第
３及び第４作動表面と重なり合う関係において配置され
ている。

【００１０】本発明の他の目的及び利点は、図を参照し
て以下の説明を読めば明らかとなるであろう。

【００１１】本発明は、種々の修正及び変更形態が可能
であるが、その特定の態様が図に例として示されそして
本明細書で詳細に説明されるであろう。しかしながら、
この特定的なものは本明細書に開示された特定の形態に
本発明を限定することを意図するものではなく、反対
に、本発明は、特許請求の範囲に記載のように、本発明
の精神及び範囲内に入るすべての修正、均等物及び変更
を包含するものである。図、特に図１−図３を参照する
と、複動作用（double acing）油圧機構またはドリルジ
ャー１が示されており、これは、３つの長手方向に切ら
れた１／４断面図、即ち、図１、図２、図３に示される
ことを必要とする実質的な長さである。この図２の各々
は、ジャー１の中心線（一点鎖線で示された）からその
外周へと延びている長手方向断面図で示される。ドリル
ジャー１は、一般に外側管状ハウジング３の内側に入れ
子式に支持された内側管状マンドレル２を含んで成る。
マンドレル２及びハウジング３は、各々、好ましくはね
じを切られた相互接続部により接合された複数の管状セ
グメントから成る。

【００１２】マンドレル２は、上部管状部分４から成
り、この上部管状部分４は、それを通って延びている内
部長手方向通路５を有する。上部管状部分４の上端は、
５ａで示されそして慣用のドリルストリング又は同様な
もの（示されていない）に接続するために６で内側にね
じを切られている。上部管状部分４の下端は、内側の肩
７で終わる端ぐり（counterbore）を備えており、そし
て８で示されたように内側にねじを切られている。マン
ドレル２の中間部分は管状部分９から成り、管状部分９
は、上部管状部分４のねじを切られた部分８の内側に接
続するために１０で示されたようにねじを切られたその
上端を有しており、該上端部は肩７に当接している。管
状部分９の下端は、１１で示されたように外側にねじを
切られておりそして内孔又は通路１２を備えており、内
孔又は通路１２は、上部管状部分４の通路５の続きであ
る。マンドレル２の下端は、管状部分１３から成り、管
状部分１３は、肩１４で終わる端ぐりを備えておりそし
て１５で示されたように内側にねじを切られている。管
状部分１３は、管状部分９の下端にねじにより組み立て
られており、管状部分９の下端は肩１４に当接してい
る。

【００１３】管状部分１３の下端部分は、１６で示され
たようにねじを切られている。内側ねじ１８を有するス
リーブ部材１７が、管状部分１３の下端にねじにより取
り付けられている。管状部分１３は、内部長手方向通路
１９を備えており、内部長手方向通路１９は、通路５、
１２の延長部でありそしてスリーブ部材１７の中心開口
２０を通って開いている。マンドレル２の３つの部分
４、９、１３は、示されたように、ねじにより組み立て
られて一体の管状マンドレル２となっており、一体の管
状マンドレル２は、管状ハウジング３の内側で長手方向
に移動可能である。

【００１４】管状ハウジング３は、マンドレル２と幾分
類似して、組み立ての目的でいくつかの区域で形成され
ている。管状ハウジング３の上端は、管状部材２１から
成り、管状部材２１は、その上端に慣用のベアリング２
２ａにより形成された滑らかな内孔２２を有しており、
内孔２２において、上部マンドレル管状部分４の外側表
面が長手方向に滑動移動できるように配置されている。
管状ハウジング部材２１の下端部分は、直径が減少した
部分を有しており、この直径が減少した部分は、環状肩
２３を形成しそして外側にねじを切られた部分２４を有
している。

【００１５】管状ハウジング３は、中間管状部材２５を
備えており、中間管状部材２５は、管状部材２１のねじ
を切られた部分２４にねじ込み接続するために、その上
端に２６で示されたように内側にねじを切られている。
中間管状部材２５の上端は、ねじを切られた接続部がし
っかりと締め付けられるとき、肩２３に当接する。管状
部材２５の下端部分は、肩２７を形成すると共に、２８
で示されたように外側にねじを切られた直径の減少した
部分を有している。

【００１６】管状ハウジング３の下方部分は、管状部材
２９から成り、管状部材２９は、中間管状部材２５のね
じを切られた部分２８に接続するために、その上端に３
０で示されたように内側にねじを切られている。下部管
状部材２９の上端は、ねじを切られた接続部がしっかり
と締め付けられるとき、肩２７に当接する。管状部材２
９の下端は、３１で示されたように内側にねじを切られ
ている。

【００１７】管状部材２９ａは、肩２７ａと当接関係に
おいて、その上端で管状部材２９のねじを切られた部分
３１にねじにより接続されている。管状部材２９ａの下
端は管状接続部材３２と係合可能なねじを切られた部分
３１ａを含む。管状接続部材３２は、その上端に、３３
で示されたように、外側にねじを切られておりそして肩
３４を有している。管状部材２９ａの下端は、ねじを切
られた接続部３１ａ、３３がしっかりと締め付けられる
とき、肩３４に当接する。管状接続部材３２は、内部長
手方向通路３５を有しており、内部長手方向通路３５
は、マンドレル２を通る通路５、１２、１９の続きであ
る。管状接続部材３２の下端は、直径が減少しており、
そしてドリルストリングの下部に接続するため又は装置
がフイッシングジャー（fishing jar）として使用され
るとき、フィッシュ装置（fish）又は同様なもの（示さ
れていない）に接続するための、外側にねじを切られた
表面３２ａを備えている。

【００１８】既に気付かれるように、マンドレル２及び
ハウジング３は、組み立ての目的で区分して形成されて
いる。マンドレル２は、ハウジング３の内側で滑動移動
するように配列されている。ドリルジャー１は、適当な
作動流体（operating fluid）、例えば作動液（hydraur
ic fluid）で満たされており、それ故に、マンドレル２
とハウジング３との種々の区域で形成されたねじを切ら
れたジョイントからの漏洩及びマンドレル２とハウジン
グ３との滑動係合点からの漏洩に対するシールを与える
ことが必要である。

【００１９】既に注目したように、上部マンドレル部分
４の外側表面は、ハウジング３の上部管状部材２１の孔
２２内に滑り嵌めされている。管状部材２１は、少なく
とも１つの内側環状凹部３８を有しており、この環状凹
部３８には少なくとも１つのシール３９が配置されてお
り、このシールは、作動液の漏洩に対して滑動ジョイン
トをシールする。同様に、管状ハウジング部材２１と２
５とのねじを切られた接続部は、管状ハウジング部材２
１の下端に外周溝４１内に配置されたＯリング４０又は
同様なものにより漏洩に対してシールされている。管状
ハウジング部材２５、２９間のねじを切られた接続部
は、同様に、管状ハウジング部材２５の下端部分に周溝
４３内に配置されたＯリング４２により流体漏洩に対し
てシールされている。同様に、管状ハウジング部材２９
と２９ａとのねじを切られた接続部は、管状ハウジング
部材２９ａの上端部分に周溝４３ａ内に配置されたＯリ
ング４２ａにより流体漏洩に対してシールされている。

【００２０】最後に、管状ハウジング部材２９ａと多数
片サブ（multi-piece sub）３２とのねじを切られた接
続部は、多数片サブ３２の上端に周溝４５内に配置され
たＯリング４６により流体の漏洩に対して同様にシール
されている。マンドレルのいくつかの区域を接続するね
じを切られたジョイントからの漏洩を防止するために、
同様なシールが設けられている。

【００２１】ハウジング３の種々の構成部品の内孔とマ
ンドレル２の外側表面との間の空間は、閉じたチャンバ
を与えそしてドリルジャー１全体にわたり作動液（又は
他の適当な作用流体）が流れるための通路を与える。

【００２２】管状ハウジング部材２１の上端において
は、その内孔５０とマンドレル管状部分４の外側表面５
１との間の空間は、チャンバ５２を与える。チャンバ５
２の上端は、ねじを切られた開口５３を備えており、開
口５３には、ねじを切られたプラグ部材５４が取り付け
られている。ねじを切られた開口５３は、作動液（又は
他の適当な作用流体）の導入を可能とする。

【００２３】管状マンドレル部分４の外側表面は、その
下端部分５５で直径が僅かに減少しており、そして複数
の長手方向に延びている溝５６を備えており、複数の溝
５６の間にはスプラインが形成されている。ハウジング
管状部材２１の下端部分は、内孔５７を備えており、内
孔５７はその中に複数の長手方向に延びている溝５９を
有しており、溝５９は周方向に間隔をおいて配置されて
いて、それらの間の複数のスプラインを定めて、上部管
状マンドレル部分４においてスプライン及び溝５６と相
互作用する。管状ハウジング部材２１及び管状マンドレ
ル部分４における溝５６、５９は、これらの溝５６、５
９内に配置された対向したスプラインの高さより大きい
深さである。結果として、マンドレル部分４及びハウジ
ング部材２１においてそれぞれの溝５６、５９に沿って
長手方向通路が与えられる。スプラインと溝５６、５９
とのクレアランスにより形成された通路は、後に説明す
るように、チャンバ５２とドリルジャー１の下部との間
で作動液が流れることを可能とする。

【００２４】更に、管状ハウジング部材２１内のそして
管状マンドレル部分４上の長手方向に延びているスプラ
イン及び溝５６、５９の配列は、ハウジング３とマンド
レル２間の回転運動を許容しないで、ハウジング３内の
マンドレル２の長手方向移動のためのガイドを与える。

【００２５】管状ハウジング部材２５とマンドレル部分
４、９との間のクレアランスは、油圧チャンバ５２に較
べて実質的により大きいサイズの油圧チャンバ６３が与
えられるようなクレアランスである。この大きくなった
チャンバ６３内には、ジャーリング装置（jarring appa
ratus）、特にハンマー及びアンビルが配置される。管
状ハウジング部材２１の下端は上部アンビル表面６４を
与え、該上部アンビル表面６４は、ドリルジャー１が上
向きの方向に作動させられるときに使用される。管状ハ
ウジング部材２５の内表面６５は、端ぐりを有してお
り、この端ぐりは、油圧チャンバ６３の下端の内周肩を
与えそしてドリルジャーが下向きの方向に作動させられ
るときアンビル６６として機能する。

【００２６】管状マンドレル部分４の下端部分６７は、
６８で示されたように、ねじを切られたその外側表面５
５を有する。内側ねじ７０を有する中空円筒形ハンマー
６９は、管状マンドレル部分４のねじを切られた部分６
８上にねじにより取り付けられておりそしてねじを切ら
れたプラグ又は止めねじ７１を備えており、プラグ又は
止めねじ７１は、管状マンドレル部分４における凹部７
３へのねじを切られた開口７２を通って延びている。故
に、中空円筒形ハンマー６９は、管状マンドレル部分４
の下端部分にねじにより取り付けられておりそして更に
操作中の回転に対して止めねじ７１により固定されてい
る。ハンマー６９の上端部分７４は、上向きの作動中ハ
ウジング部材２１上のアンビル表面６４と係合可能であ
る。ハンマー部材６９の下部ハンマー表面７５は、ドリ
ルジャー１の下向き作動中アンビル表面６６と係合可能
である。

【００２７】管状マンドレル部分９は、複数の長手方向
に延びている溝７６を備えている。溝７６は、以下に説
明するように、作動液の流れのための流路を与える。ス
ペーサーリング７７は、管状マンドレル部分９上に支持
されており、そしてマンドレル部分９の外側表面から間
隔を置いて配置された内側表面７８を有していて環状流
路７９を与える。

【００２８】スペーサーリング７７は、通路７９から油
圧チャンバ６３へと開いる開口８０を備えている。通路
７９の下端は、溝又は通路７６の上端にもオーバーラッ
プして、油圧チャンバ６３と溝７６間の連続的流体連通
を与える。スペーサーリング７７の上端は、管状マンド
レル部分４の下端に当接する。スペーサーリング７７の
下端は、第１管状部分８２ａの上端により当接されてお
り、第１管状部分８２ａはマンドレル部分９の外側表面
の上に嵌合し、マンドレル部分９には溝７６が形成され
ている。故に、第１管状部分８２ａは、溝７６を取り囲
んでおりそして長手方向に延びている通路の系を定め
る。第２管状部分８２ｂの下端は、環状スペーサーリン
グ８３に当接し、環状スペーサーリング８３は、溝又は
通路７６の端部へと開口している複数の開口８４を備え
ている。第１管状部分８２ａの下端及び第２管状部分８
２ｂの下端は、トリップバルブ９５により制御される複
数の開口８５も備えている。トリップバルブ９５は、後
に詳細に説明する。

【００２９】ハウジング部材２９の内表面８６及び環状
部分８２ａ、８２ｂの外表面８７ａ、８７ｂは、間隔を
置いて配置されていて油圧チャンバ８８を定める。一般
に、油圧チャンバ８８は、マンドレル２とハウジング３
の相対運動に抵抗する。即ち、マンドレル２とハウジン
グ３の相対運動は、チャンバ８８の容積の減少させ、チ
ャンバ８８の内圧の有意な増加を引き起こし、それによ
りこの相対運動に抗すべき力を生じる。この相対運動に
対する抵抗は、静的エネルギーの大きい蓄積を可能とす
る。かくして、チャンバ８８を急速に排気して劇的にそ
の中の圧力を減少させることにより、静的エネルギー
は、運動エネルギーに転化され、ハンマー６９を迅速に
運動させそして大きな力でアンビル表面６４、６６の１
つを打たせる。

【００３０】従って、チャンバ８８を実質的にシールし
てその中の圧力の蓄積を可能とするための手段が設けら
れている。チャンバ８８の表面８６、８７ａ、８７ｂ
は、滑らかな円筒形表面であり、これらの表面はそれら
の間に支持された圧力ピストンの対の自由な運動を可能
としそしてチャンバ８８を定める。油圧チャンバ８８の
上端には、表面８６、８７ａの間を滑動運動するために
表面８６、８７間に配置された環状圧力ピストン８９が
設けられている。ピストン８９は、それぞれ、環状溝９
２、９３に配置されたＯリング９０、９１により流体漏
洩に対してシールされている。ピストン８９の運動は、
マンドレル２との係合、特にスペーサリング７７の端部
により形成された肩との係合により生じる。

【００３１】チャンバ８８が作動液の損失に対して完全
にシールされていたならば、マンドレル２とハウジング
３との間の運動は、チャンバ８８の加圧中には殆ど起こ
らないか又は全然起こらないであろう。しかしながら、
いくらかの運動は、排気プロセスを開始するための手段
として好ましい。従って、ピストン８９は、少なくとも
１つの通路９４を備えていて、それを通っての作動液の
少しの漏洩を許容する。別法として、漏洩流は、チャン
バ８８内のピストン８９のゆるい嵌合により与えること
ができるか、又は漏洩流の必要は、圧縮可能な作動液の
使用により排除されることができる。いずれにせよ、漏
洩流は、ハウジング３中へのマンドレル２の遅いゆっく
りした運動を引き起こす。この運動は、以下にもっと詳
細に述べるように、トリップバルブ９５を作動させそし
てチャンバ８８を迅速に排出するのに使用される。

【００３２】チャンバ８８の下端は、環状圧力ピストン
１１１により同様にシールされており、環状圧力ピスト
ン１１１は、実質的にピストン８９と同様である。しか
しながら、ピストン８９は、十分な漏洩流を与えるよう
な形状をしているので、ピストン１１１は、慣用の逆止
め弁１１２によりチャンバ８８からの外向き流れに対し
てシールされる。ピストン１１１は、ハウジング３の中
からの上向きのマンドレル２の運動中に環状スペーサリ
ング８３との係合により上向きに運動可能である。

【００３３】トリップバルブ９５は、ほぼチャンバ８８
の中心点に配置されており、コイルばね１１８、１１９
の対によりこの中心位置にあるように強制されている。
コイルばね１１８、１１９は、チャンバ８８内に配置さ
れており、それぞれ圧力ピストン８９、１１１とトリッ
プバルブ９５との間に延びている。かくして、トリップ
バルブ９５を中心位置に置くことに加えて、ばね１１
８、１１９は、ピストン８９、１１１をチャンバ８８の
端部に向けて強制しそしてトリップバルブ９５をその閉
じた位置に向けて強制するようにも作用する。

【００３４】トリップバルブ９５は、別々に運動可能な
な弁部材９６、９７の対から形成されている。弁部材９
６、９７は、閉じたとき、油圧通路７６からチャンバ８
８を隔離する。弁部材９６は、第１管状部分８２ａの外
表面８７ａに滑動可能に係合する環状の形状を有してい
る。弁部材９７は、実質的に同様な形状であり、そして
第２管状部分８２ｂの外表面８７ｂに滑動可能に係合す
る。弁部材９６、９７と管状部分８２ａ、８２ｂ間の漏
洩を防止するために、Ｏリング９８、９９の対がそれぞ
れ弁部材９９、９７の環状溝１００、１０１内に配置さ
れている。

【００３５】弁部材９６、９７の各々は、それに形成さ
れたフランジ１０２、１０３を有しており、フランジ１
０２、１０３は、管状部材２９の内表面８６に向けて半
径方向外向きに延びている。好ましくは、フランジ１０
２、１０３は、滑動配列において内表面８６に係合する
が、それによりシールはされていない。むしろ、フラン
ジ１０２、１０３は、チャンバ８８の小さい周辺部分の
みを占め、それ故に、作動液が通過して流れることを可
能とする長手方向溝を形成する。好ましくは、複数のフ
ランジ１０２、１０３は、チャンバ８８の周のまわりに
間隔を置いた関係において配置されている。

【００３６】フランジ１０２、１０３は、管状部材２９
から半径方向内側に延びているフランジ１０４に係合し
そして該フランジ１０４と協働することを意図する。好
ましくは、フランジ１０４は、管状部材２９の実質的に
全周の回りに延びておりそれによりフランジ１０４は、
フランジ１０２、１０３の周位置と無関係にフランジ１
０２、１０３と係合しそして弁部材９６、９７がそのそ
ばを通過するのを防止させる。即ち、フランジ１０２、
１０３の外径は、フランジ１０４の内径より実質的に大
きい。かくして、トリップバルブ９５の長手方向移動
は、フランジ１０２、１０３の１つとフランジ１０４と
の係合を生じさせ、それにより弁部材９６、９７を分離
するように強制し、そしてチャンバ８８を通路７６と油
圧的に実質的に相互接続する。

【００３７】しかしながら、トリップバルブ９５は、管
状部分８２において滑動運動するように構成されている
ことを思い起こすべきである。かくして、マンドレル２
の運動は、トリップバルブ９５の対応する運動を生じさ
せない。むしろ、マンドレル部分９に取り付けられた内
部作動機構１０６に形成されたフランジ１０５は、管状
部分８２と共に運動しそして弁部材９６、９７の内表面
に位置付けられた作動表面１０７、１０８と係合するよ
うに配置されている。作動表面１０７、１０８とフラン
ジ１０４との係合は、トリップバルブをマンドレル２と
共に長手方向に移動させる。

【００３８】作動機構１０６の構成のより良い理解は、
図４を参照することにより得られ得る。図４には、マン
ドレル部分９の長手方向斜視断面図が示されている。作
動機構１０６は、複数の周方向に盛り上がった部分１２
２から構成されており、この盛り上がった部分１２２
は、溝７６より高いところで延びておりそしてそれぞれ
肩１２０、１２１において管状部分８２ａ、８２ｂに係
合する第１及び第２長手方向肩１２３、１２４を形成す
る。かくして、管状部分８２ａ、８２ｂは、マンドレル
部分９の上でに延びておりそして１２３、１２４と係合
するように延びていて、通路７６を弁部材９６、９７の
内表面へと開口させ、そして通路８５を形成することが
認識されるべきである。

【００３９】フランジ１０５は、盛り上がった部分１２
２の各々の頂部に作動機構１０６のほぼ長手方向中点に
形成されている。フランジ１０５は、盛り上がった部分
１２２の外表面より上に実質的な半径方向距離延びてい
る。特に、図４の組み立てられた配置では、フランジ１
０５の外径は、トリップバルブ９５の内径より大きい。
かくして、マンドレル２、従って、作動機構１０６の長
手方向移動は、フランジ１０５と作動表面１０７、１０
８の１つとの接触をもたらす。

【００４０】トリップバルブ９５の構造のより良い理解
は、図２Ａ及び５を参照して得られるであろう。図２Ａ
及び５には、弁部材９６の拡大断面図及び斜視図が示さ
れている。弁部材９６は、形状はほぼ円筒形であり、複
数の間隔を置いて配置されたフランジ１０２がそれから
半径方向外向きに延びている。複数の長手方向スロット
１２５が、フランジ１０２の各々の間に配置されてい
て、フランジ１０２を通りすぎて比較的自由な作動液の
流れを許容する。弁部材９６の第１端部１２６は、第２
弁部材９７とシール係合するために形成されたシール表
面を有する。

【００４１】弁部材９７は、トリップバルブ９５の開閉
中弁部材９６の移動を案内する複数のガイドフィンガ
（ここには示されていないが、米国特許第４，３６１，
１９５号に示されている）を有する。好ましくは、ガイ
ドフィンガは、周方向に間隔を置いた位置で弁部材９７
から長手方向に延びている。ガイドフィンガは、弁部材
９６に対して直径方向内側に位置している。即ち、凹部
１１２は、弁部材９６の内側環状表面に切られている。
トリップバルブ９５が閉じると、凹部１１２は、少なく
とも部分的にガイドフィンガにより占められる。ガイド
フィンガは、閉じている間弁部材９６、９７の整列を確
実にして、それらのシール表面を実質的に整列して接触
せしめて、チャンバ８８を通路７６から油圧的に隔離す
ることを意図する。

【００４２】図１Ｃを参照すると、浮動ピストン１０９
は、マンドレル部分１３と管状部材２９ａとの間にシー
ル関係において配置されていて、油圧的に満たされたチ
ャンバ１１０を内部通路３５から隔離する。チャンバ１
１０は、複数の開口８４を介して溝７６に油圧的に接続
されている。かくして、チャンバ１１０は、チャンバ５
２、６３と油圧的に連通して、実質的な流体貯蔵部を形
成する。浮動ピストン１０９は、チャンバ１１０内で長
手方向に移動して、チャンバ５２、６３、１１０と内部
通路３５間の圧力変化に順応する。これらの圧力変化
は、通常は操作環境の温度の変化と関係している。

【００４３】トリップバルブ９５の操作のより良い理解
は、図２Ａ−２Ｄを参照することにより得られるであろ
う。図２Ａ−２Ｄには、種々の操作位置にあるトリップ
バルブ９５の拡大断面図が示されている。例えば、図２
Ａは、ニュートラル又は閉じた位置にあるトリップバル
ブ９５を示す。ドリルジャー１の種々の構成部品の相互
作用及び運動は、実際の下向き及び上向きのジャー作動
中のその操作の説明により最善に理解されるであろう。
故に、図２Ｂ−２Ｄを参照すると、下向きのジャー作動
中のドリルジャー１の種々の構成部品が示され、検討さ
れている。

【００４４】ドリルジャー１で行われる重要な操作は、
トリップバルブ９５の操作であることは理解されるべき
である。従って、トリップバルブ９５の操作は、図２Ｂ
−２Ｄに示された図のシリーズと関連して詳細に検討す
る。更に、ニュートラル位置にあるトリップバルブ９５
の説明は、図１Ｂ及び図２Ａに関して既に示されており
そして検討されている。故に、下向きジャー作動中のト
リップバルブ９５の操作の下記の説明は、図２Ｂで始め
る。図２Ｂでは、マンドレル２、従って作動機構１０６
は、ハウジング３に対して、特に管状部材２９に対して
下向きに移動したことが示される。

【００４５】マンドレル２は、作動機構１０６のフラン
ジ１０５が凹部１１２を通って長手方向に移動しそして
弁部材９７の作動表面１０８に接触するように十分はる
かに下向きに移動している。この点で、トリップバルブ
９５の弁部材９６、９７のどれも、マンドレル２の運動
によって長手方向に変位してはいない。コイルばね１１
８、１１９は、トリップバルブ９５の位置を、ほぼチャ
ンバ８８の中心位置に保持している。

【００４６】図２Ｃに戻ると、マンドレル２とフランジ
１０５は、更に下向きに移動させられ、それらと共にト
リップバルブ９５を運ぶことが示されている。弁部材９
９，９７は、チャンバ８８の上昇する内圧と組み合わさ
ったコイルばね１１８、１１９の力により、分離しては
いない。マンドレル２の下向きの移動は、それと共に上
部ピストン８９を運び、それによりチャンバ８８の容積
を減少させ、結果として、その中の圧力を増加させる。
チャンバ８８の内圧は、弁部材９６、９７の外表面に対
して作用しそしてそれらをお互いに押し付けてそれらの
閉じた位置を保持させる。

【００４７】図２Ｃに示された位置では、トリップバル
ブ９５は、弁部材９６のフランジ１０２が丁度ハウジン
グ２９のフランジ１０４に係合した点まで下向きに運ば
れている。

【００４８】かくして、図２Ｄに戻ると、マンドレル２
及び作動機構１０６のフランジ１０５の連続した下向き
の移動は、弁部材９６、９７をそれらの分離した位置又
は“開いた”位置へと強制する。上部弁部材９６は、そ
のフランジ１０２とハウジングフランジ１０４の相互作
用により更なる下向き移動を阻止される。しかしなが
ら、マンドレル２の更なる下向き移動は、下部弁部材９
７の作動表面１０８に対してフランジ１０５を押し付
け、下部弁部材９７を上部弁部材９６から分離させる。

【００４９】かくして、相対的に高い圧力のチャンバ８
８が通路７６へと開いている状態で、作動液は、チャン
バ８８から迅速に流れ出しそしてその中の圧力を減少さ
せる。チャンバ８８内の圧力が実質的に減少した状態
で、ハウジング３に対するマンドレル２の下向き移動
は、もはや実質的な力による抵抗を受けない。かくし
て、マンドレル２は、今やハウジング３へと下向きに迅
速に移動して、ハンマ６９を下部アンビル表面６６を素
早く打たせる。

【００５０】図３Ａ−３Ｃを参照して、ドリルジャー１
の上向きジャーリング作用を説明する。再び、上向きの
ドリル作動は、図２Ａに示されたように、ニュートラル
位置に配置されているドリルジャー１により進められ
る。上向きジャーリング作用は、ハウジング３の中から
引き出されるか又は上向きに引っ張られるマンドレル２
により始められる。ドリルジャー２の上向き移動は、環
状リング８３を下部位置１１１に係合させそしてピスト
ン１１１をマンドレル２と共に上向きに移動させる。

【００５１】もちろん、ピストン１１１の移動は、チャ
ンバ８８の容積を減少させそしてその中の圧力を劇的に
増加させ始める。以前に検討したように、少量の作動液
は、上部圧力ピストン８９を通ってチャンバ８８から漏
洩させられ、それにより、ハウジング３の中から上向き
のマンドレル２の連続した徐々の移動を可能とする。

【００５２】マンドレル２が上向きに移動するにつれ
て、フランジ１０５と共に作動する作動機構１０６も又
上向きに運ばれて、フランジ１０５が、図３Ａに示され
たように、弁部材９６の作動表面１０７に接触する。こ
の点で、トリップバルブ９５は、チャンバ８８内で長手
方向に移動させられてはいなくて、上部圧力ピストン８
９と下部圧力ピストン１１１との間でチャンバ８８内に
中心に保持されている。

【００５３】ハウジング３に対するマンドレル２の更な
る上向き移動は、作動機構１０６をそれと共に連続的に
上向きに移動させ、トリップバルブ９５をそれと共に運
ぶ。トリップバルブ９５は、マンドレル２が図３Ｂに示
された位置に到達するまでマンドレル２と共にチャンバ
８８を通って上向きに移動し続け、図３Ｂにおいては、
弁部材９７のフランジ１０３は、ハウジング３の管状部
材２９のフランジ１０４に接触する。

【００５４】この点で、チャンバ８８から外への作動液
の唯一の流れは、上部圧力ピストン８９を通してであ
り、かくして、チャンバ８８内の内部圧力は非常に高く
そしてハウジング３に対するマンドレル２の上向き移動
に実質的に抵抗する。従って、実質的なポテンシャルエ
ネルギーがドリルストリングに貯蔵され、これは、ハウ
ジング３に対してマンドレル２の更なる上向き移動に応
答して弁９５の排出作用により解放されるであろう。

【００５５】図３Ｃに示されたように、ハウジング３の
フランジ１０５は、弁部材９７のフランジ１０３対して
作用しそしてハウジング３に対する更なる上向き移動に
対して弁部材９７を捕捉する。かくして、マンドレル２
の連続した上向き移動は、作動機構１０６のフランジ１
０５を弁部材９６の作動表面１０７に対して作用させそ
してそれを上向きに且つ弁部材９７から遠ざかるように
強制する。かくして、チャンバ８８は、通路７６へと排
出されそしてチャンバ８８内の圧力は劇的に減少する。
チャンバ８８内の相対的に低い圧力では、マンドレル２
の更なる上向きの移動は、もはや実質的な力による抵抗
を受けない。かくして、マンドレル２は、迅速に上向き
に移動して、ハンマ６９に上部アンビル表面６４を激し
く打たせる。

【００５６】上向き及び下向きジャーリング作用の上記
説明から、種々のフランジ１０２、１０３、１０４及び
１０５の作動表面のどれも上向き及び下向きジャーリン
グ作用の両方には使用されないことが明らかな筈であ
る。換言すれば、上向き及び下向きジャーリング作動
は、お互いに独立している。故に、フランジ１０２、１
０３、１０４、１０５の長手方向位置を変えることによ
り、種々の時間遅延が、上向き及び下向きジャーリング
作動に対して課され得る。

【００５７】即ち、或る種のダウンホール環境では、下
向きジャーリング作動が第１の予め選ばれた時間に行わ
れ、この第１の予め選ばれた時間は、上向きジャーリン
グ動作を引き起こすための時間遅延より大きいことが望
ましい。これらの異なる時間遅延は、フランジ１０５又
はフランジ１０２、１０３、１０４のいずれかの長手方
向位置を再配置することにより適応させることができ
る。

【００５８】別法として、種々のフランジ１０２−１０
５の幅を変えることにより、種々の時間遅延を達成する
こともできる。例えば、長手方向中心線より上のハウジ
ングフランジ１０４の幅を増加させることにより、ハウ
ジングフランジ１０４は、第１の短縮された時間遅延の
後弁部材フランジ１０２に接触する。しかしながら、そ
の長手方向中心線より下のハウジングフランジ１０４の
幅は変えていないので、弁部材フランジ１０３は、第２
の変わっていない時間遅延の後ハウジングフランジ１０
４に接触する。

【００５９】最後に、本発明のトリップバルブ９５の形
状は、有意な量の過度の引張りが上向き及び下向きドリ
ル動作中ドリルストリングに対して及ぼされることを可
能とする。この大きな過度の引張りは、有利には、ドリ
ルジャー１の破裂圧力を越えることなく、有意に大きい
ジャーリング力を生じさせる。例えば、チャンバ８８を
形成する種々の構成部品は、破裂の如き、それに対する
損傷なしに、最大内部圧力を受け入れるようにデザイン
される。この最大圧力は、ハウジング３に対するマンド
レル２の遅いゆっくりした移動中、ドリルストリングに
かかりうる力を制限する。即ち、この力は、シール構成
部品を損傷するチャンバ８８内の圧力を生じさせる程大
きくはなくするべきである。

【００６０】しかしながら、弁部材９６、９７の外側表
面はチャンバ８８内の高い圧力にさらされているので、
それらは、圧力時間、表面積に対応する追加の力により
一緒に保持される。かくして、例えば、ドリルジャー１
が図３Ｃに示された形状に到達すると、マンドレル２
は、単に移動し続けそしてトリップバルブ９５を強制的
に開かせるのではなく、むしろ、弁部材９６、９７を一
緒に保持する油圧力に打ち勝つのに十分な力が、トリッ
プバルブ９５を強制的に開かせるように加えられなけれ
ばならない。そうでなければ、マンドレル２に加えられ
る力が単にマンドレル２を丁度移動させるのに十分であ
るならば、それは、マンドレル２に加えられた力がマン
ドレル２を移動させるのに必要な力＋トリップバルブ９
５を閉じて保持する油圧力に打ち勝つのに必要な力に合
致するレベルにチャンバ８８内の圧力を減少させるのに
十分な流体がピストン８９を通って流れ出るまで、弁を
開くのには不十分であろう。従って、チャンバ８８のシ
ール表面を機能不能にすることなく、マンドレル２に、
有意な過度の引張りを加えることができる。

【００６１】本装置の特定の詳細な態様を本明細書では
説明してきたけれども、本発明は、この好ましい態様の
詳細に限定されるものではなく、デザイン、形状及び寸
法の変更が本発明の精神及び範囲から逸脱することなく
可能であることは理解されるべきである。

【００６２】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。

【００６３】１．管状ハウジング内に入れ子式に運動で
きるように配列された管状マンドレルから成る複動作用
ドリルジャーに使用するための油圧式トリップバルブで
あって、前記油圧式トリップバルブは第１フランジを備
え、該第１フランジは、前記管状ハウジングの内表面に
カップリングされておりそして該管状ハウジング内で予
め選ばれた距離延びていて前記第１フランジの両側の表
面に第１及び第２作動表面を形成しており、前記油圧式
トリップバルブは第１環状弁部材を備え、該第１環状弁
部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマンドレルと
ハウジングとの間に配置されておりそして長手方向には
前記第１フランジから変位しており、該第１環状弁部材
は、前記第１フランジの前記第１作動表面と重なり合う
関係において前記ハウジングに向かって前記第１環状弁
部材から予め選ばれた半径方向距離延びている第２フラ
ンジを有しており、該第１環状弁部材は、直径方向内側
の表面を有しており、該内側表面は、該表面内に形成さ
れていて第３作動表面を露出する凹部を有しており、前
記油圧式トリップバルブは第２環状弁部材を備え、該第
２環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマン
ドレルとハウジングとの間に配置されておりそして長手
方向には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記第１環状
弁部材とシール関係にあるように配置されており、該第
２環状弁部材は、前記第１フランジの前記第２作動表面
と重なり合う関係において該第２環状弁部材から前記ハ
ウジングに向かって予め選ばれた半径方向距離延びてい
る第３フランジを有しており、該第２環状弁部材は、直
径方向内側の表面を有しており、該直径方向内側の表面
は、該表面に形成されていて第４作動表面を露出する凹
部を有しており、前記第１及び第２環状弁部材凹部は、
互いに隣接して且つ開いて形成されており、そして、前
記油圧式トリップバルブは作動機構を備え、該作動機構
は、前記マンドレルにカップリングしており且つ前記マ
ンドレルと共に移動可能であり、該作動機構は、直径方
向には前記トリップバルブの内側に配置されておりそし
て第４フランジを有しており、該第４フランジは、該作
動機構から前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め選
ばれた距離延びていて前記第４フランジの両側の表面に
第５及び第６作動表面を形成しており、前記第５及び第
６作動表面は、直径方向には前記第１及び第２環状部材
の前記第３及び第４作動表面と重なり合う関係において
配置されている、ことを特徴とする油圧式トリップバル
ブ。

【００６４】２．直径方向には前記環状マンドレルと前
記環状ハウジングとの間に形成された油圧チャンバを含
み、該チャンバは、該チャンバの長手方向に対向した端
部に配置された第１及び第２ピストンにより該チャンバ
からの作動液の制限のない移動に対して実質的にシール
されており、該ピストンは、前記管状マンドレルと前記
管状ハウジングとの間で該チャンバ内で滑動移動できる
ような形状であり、前記トリップバルブは、該チャンバ
内に配置されておりそして閉位置の形状をとるとき作動
液の実質的損失に対して該チャンバをシールするように
なっており、そして開位置において該チャンバを排出し
て低圧チャンバとするようになっている、上記１に記載
の油圧式トリップバルブ。

【００６５】３．前記第１ピストンが、長手方向に前記
管状ハウジング中への前記管状マンドレルの移動に応答
して、前記管状マンドレルと係合しそして前記管状マン
ドレルと共に移動するようになっており、これにより、
前記チャンバの容積は、前記管状ハウジング中への前記
管状マンドレルの長手方向移動に応答して減少せしめら
れ、前記第２ピストンは、長手方向に前記管状ハウジン
グからの前記管状マンドレルの移動に応答して前記管状
マンドレルに係合すると共に前記管状マンドレルと共に
移動するようになっており、それにより、前記チャンバ
の容積は、前記管状ハウジングからの前記管状マンドレ
ルの長手方向移動に応答して減少せしめられる、上記２
に記載の油圧式トリップバルブ。

【００６６】４．前記チャンバ内に配置されそして、そ
れぞれ、第１ピストンと第１環状弁部材との間及び第２
ピストンと第２環状弁部材との間で長手方向に延びてい
る第１及び第２コイルばねを含み、第１及び第２ピスト
ンは、前記チャンバの長手方向中心から遠ざかるように
強制され、そして前記第１及び第２環状弁部材はそれら
の閉位置に向けて強制されている、上記３に記載の油圧
性トリップバルブ。

【００６７】５．複動作用油圧式ドリルジャーであっ
て、該ドリルジャーは、管状ハウジングと、管状マンド
レルを備え、該管状マンドレルは、前記管状ハウジング
内に入れ子式に運動できるように配列されておりそして
第１フランジを有しており、該第１フランジは、前記管
状ハウジングの内表面にカップリングしておりそして、
該管状ハウジング内で予め選ばれた距離延びていて、前
記第１フランジの両側の表面に第１作動表面と第２作動
表面を形成しており、前記ドリルジャーはトリップバル
ブを備え、該トリップバルブは第１環状弁部材を備え、
該第１環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジヤーの
マンドレルとハウジングとの間に配置されておりそして
長手方向には前記第１フランジから変位しており、該第
１環状弁部材は、前記第１フランジの前記第１作動表面
と重なり合う関係において前記ハウジングに向かって前
記第１環状弁部材から予め選ばれた半径方向距離延びて
いる第２フランジを有しており、該第１環状弁部材は、
直径方向内側の表面を有しており、該内側表面は、該表
面内に形成されていて第３作動表面を露出する凹部を有
しており、前記トリップバルブは第２環状弁部材を備
え、該第２環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジヤ
ーのマンドレルとハウジングとの間に配置されておりそ
して長手方向には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記
第１環状弁部材とシール関係にあるように配置されてお
り、該第２環状弁部材は、前記第１フランジの前記第２
作動表面と重なり合う関係において該第２環状弁部材か
ら前記ハウジングに向かって予め選ばれた半径方向距離
延びている第３フランジを有しており、該第２環状弁部
材は、直径方向内側の表面を有しており、該直径方向内
側の表面は、該表面に形成されていて第４作動表面を露
出する凹部を有しており、前記第１及び第２環状弁部材
凹部は、互いに隣接して且つ開いて形成されており、前
記ドリルジャーは作動機構を備え、該作動機構は、前記
マンドレルにカップリングしており且つ前記マンドレル
と共に移動可能であり、該作動機構は、直径方向には前
記トリップバルブの内側に配置されておりそして該作動
機構から前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め選ば
れた距離延びていて前記第４フランジの両側表面に第５
及び第６作動表面を形成しており、前記第５及び第６作
動表面は、直径方向には前記第１及び第２環状部材の前
記第３及び第４作動表面と重なり合う関係において配置
されている、ことを特徴とするとする複動作用油圧式ド
リルジャー。

【００６８】６．直径方向には前記管状マンドレルと前
記管状ハウジングとの間に形成された油圧チャンバを含
み、該チャンバは、該チャンバの長手方向に対向した端
部に配置された第１及び第２ピストンにより該チャンバ
からの作動液の制限のない移動に対して実質的にシール
されており、該ピストンは、前記管状マンドレルと前記
管状ハウジングとの間で該チャンバ内で滑動移動できる
ような形状であり、前記トリップバルブは、該チャンバ
内に配置されておりそして閉位置の形状をとるとき作動
液の実質的損失に対して該チャンバをシールするように
なっており、そして開位置において該チャンバを排出し
て低圧チャンバとするようになっている、上記５に記載
の複動作用油圧式ドリルジャー。

【００６９】７．前記第１ピストンが、長手方向に前記
管状ハウジング中への前記管状マンドレルの移動に応答
して、前記管状マンドレルと係合しそして前記管状マン
ドレルと共に移動するようになっており、これにより、
前記チャンバの容積は、前記管状ハウジング中への前記
管状マンドレルの長手方向移動に応答して減少せしめら
れ、前記第２ピストンは、前記管状ハウジングからの前
記管状マンドレルの長手方向移動に応答して前記管状マ
ンドレルに係合すると共に前記管状マンドレルと共に移
動するようになっており、それにより、該チャンバの容
積は、前記管状ハウジングからの前記管状マンドレルの
長手方向移動に応答して減少せしめられる、上記６に記
載の複動作用油圧式ドリルジャー。

【００７０】８．前記チャンバ内に配置されそして、そ
れぞれ、第１ピストンと第１環状弁部材との間及び第２
ピストンと第２環状弁部材との間で長手方向に延びてい
る第１及び第２コイルばねを含み、それにより、第１及
び第２ピストンは、前記チャンバの長手方向中心から遠
ざかるように強制され、そして前記第１及び第２環状弁
部材はそれらの閉位置に向けて強制されている、上記７
に記載の複動作用油圧式ドリルジャー。

【００７１】９．複動作用油圧式ドリルジャーであっ
て、該ドリルジャーは、管状ハウジングと、管状マンド
レルを備え、該管状マンドレルは、前記管状ハウジング
内に入れ子式に運動できるように配列されておりそして
第１フランジを有しており、該第１フランジは、前記管
状ハウジングの内表面にカップリングしておりそして、
該管状ハウジング内で予め選ばれた距離延びていて、前
記第１フランジの両側の表面に第１作動表面と第２作動
表面を形成しており、前記ドリルジャーはトリップバル
ブを備え、該トリップバルブは第１環状弁部材を備え、
該第１環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーの
マンドレルとハウジングとの間に配置されておりそして
長手方向には前記第１フランジから変位しており、該第
１環状弁部材は、前記第１フランジの前記第１作動表面
と重なり合う関係において前記ハウジングに向かって前
記第１環状弁部材から予め選ばれた半径方向距離延びて
いる第２フランジを有しており、該第１環状弁部材は、
直径方向内側の表面を有しており、該内側表面は、該表
面内に形成されていて第３作動表面を露出する凹部を有
しており、前記トリップバルブは第２環状弁部材を備
え、該第２環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャ
ーのマンドレルとハウジングとの間に配置されておりそ
して長手方向には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記
第１環状弁部材とシール関係にあるように配置されてお
り、該第２環状弁部材は、前記第１フランジの前記第２
作動表面と重なり合う関係において該第２環状弁部材か
ら前記ハウジングに向かって予め選ばれた半径方向距離
延びている第３フランジを有しており、該第２環状弁部
材は、直径方向内側の表面を有しており、該直径方向内
側表面は、該表面に形成されていて第４作動表面を露出
する凹部を有しており、前記第１及び第２環状弁部材凹
部は、互いに隣接して且つ開いて形成されており、前記
ドリルジャーは作動機構を備え、該作動機構は、前記マ
ンドレルにカップリングしており且つ前記マンドレルと
共に移動可能であり、該作動機構は、直径方向には前記
トリップバルブの内側に配置されておりそして第４フラ
ンジを有しており、該第４フランジは、該作動機構から
前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め選ばれた距離
延びていて該第４フランジの両側表面に第５及び第６作
動表面を形成しており、前記第５及び第６作動表面は、
直径方向には前記第１及び第２環状部材の前記第３及び
第４作動表面と重なり合う関係において配置されてお
り、前記ドリルジャーは第１及び第２ピストンを備え、
該第１及び第２ピストンは、前記管状マンドレルと前記
管状ハウジングとの間に長手方向に間隔を置いた位置に
配置されて油圧式チャンバを形成しており、該チャンバ
は、前記ピストンにより該チャンバからの作動液の制限
のない移動に対して実質的にシールされており、前記ピ
ストンは、前記管状マンドレルと前記管状ハウジングと
の間で該チャンバ内で滑動移動できるような形状であ
り、前記トリップバルブは、該チャンバ内に配置されて
おりそして閉位置の形状をとるとき作動液の実質的損失
に対して該チャンバをシールするように適合しており、
そして開位置において該チャンバを排出して低圧チャン
バとするようになっており、前記第１ピストンが、長手
方向に前記管状ハウジング中への前記管状マンドレルの
移動に応答して、前記管状マンドレルと係合しそして前
記管状マンドレルと共に移動するようになっており、こ
れにより、前記チャンバの容積は、前記管状ハウジング
中への前記管状マンドレルの長手方向移動に応答して減
少せしめられ、前記第２ピストンは、前記管状ハウジン
グからの前記管状マンドレルの長手方向移動に応答して
前記管状マンドレルに係合すると共に前記管状マンドレ
ルと共に移動するようになっており、それにより、該チ
ャンバの容積は、前記管状ハウジングからの前記管状マ
ンドレルの長手方向移動に応答して減少せしめられ、前
記ドリルジャーは第１及び第２コイルばねを備え、該第
１及び第２コイルばねは、前記チャンバ内に配置されそ
して、それぞれ、第１ピストンと第１環状弁部材との間
及び第２ピストンと第２環状弁部材との間で長手方向に
延びており、前記第１及び第２ピストンは、前記チャン
バの長手方向中心から遠ざかるように強制され、そして
前記第１及び第２環状弁部材はそれらの閉位置に向けて
強制されている、ことを特徴とする複動作用油圧式ドリ
ルジャー。

【図面の簡単な説明】

【図１】ニュートラル操作位置に配置された複動作用油
圧式ドリルジャーの１／４断面図を示す。

【図２】ニュートラル操作位置に配置された複動作用油
圧式ドリルジャーの１／４断面図であって図１に引き続
く部分を示す。

【図３】ニュートラル操作位置に配置された複動作用油
圧式ドリルジャーの１／４断面図であって図２に引き続
く部分を示す。

【図４】ニュートラル位置におけるトリップバルブの１
／４断面図を示す。

【図５】第１の部分的に作動した下向きジャーリング位
置におけるトリップバルブの断面図を示す。

【図６】第２の部分的に作動した下向きジャーリング位
置におけるトリップバルブの１／４断面図を示す。

【図７】完全に作動した下向きジャーリング位置におけ
るトリップバルブの１／４断面図を示す。

【図８】第１の部分的に作動した上向きジャーリング位
置におけるトリップバルブの１／４断面図を示す。

【図９】第２の部分的に作動した上向きジャーリング位
置におけるトリップバルブの１／４断面図を示す。

【図１０】完全に作動した上向きジャーリング位置にお
けるトリップバルブの１／４断面図を示す。

【図１１】トリップバルブの内部作動機構の斜視図を示
す。

【図１２】トリップバルブの外部作動機構の斜視図を示
す。

【符号の説明】 １ ドリルジャー ２ 内側管状マンドレル ３ 外側管状マンドレル ５２ チャンバ ８８ 油圧チャバ ９５ トリップバルブ ９６ 弁部材 ８９ ピストン １０２ フランジ １０６ 内部作動機構 １０７ 作動表面 １１２ 凹部 １１８ コイルばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状ハウジング内に入れ子式に運動でき
   るように配列された管状マンドレルから成る複動作用ド
   リルジャーに使用するための油圧式トリップバルブであ
   って、 前記油圧式トリップバルブは第１フランジを備え、該第
   １フランジは、前記管状ハウジングの内表面にカップリ
   ングされておりそして該管状ハウジング内で予め選ばれ
   た距離延びていて前記第１フランジの両側の表面に第１
   及び第２作動表面を形成しており、 前記油圧式トリップバルブは第１環状弁部材を備え、該
   第１環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマ
   ンドレルとハウジングとの間に配置されておりそして長
   手方向には前記第１フランジから変位しており、該第１
   環状弁部材は、前記第１フランジの前記第１作動表面と
   重なり合う関係において前記ハウジングに向かって前記
   第１環状弁部材から予め選ばれた半径方向距離延びてい
   る第２フランジを有しており、該第１環状弁部材は、直
   径方向内側の表面を有しており、該内側表面は、該表面
   内に形成されていて第３作動表面を露出する凹部を有し
   ており、 前記油圧式トリップバルブは第２環状弁部材を備え、該
   第２環状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマ
   ンドレルとハウジングとの間に配置されておりそして長
   手方向には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記第１環
   状弁部材とシール関係にあるように配置されており、該
   第２環状弁部材は、前記第１フランジの前記第２作動表
   面と重なり合う関係において該第２環状弁部材から前記
   ハウジングに向かって予め選ばれた半径方向距離延びて
   いる第３フランジを有しており、該第２環状弁部材は、
   直径方向内側の表面を有しており、該直径方向内側の表
   面は、該表面に形成されていて第４作動表面を露出する
   凹部を有しており、前記第１及び第２環状弁部材凹部
   は、互いに隣接して且つ開いて形成されており、そし
   て、 前記油圧式トリップバルブは作動機構を備え、該作動機
   構は、前記マンドレルにカップリングしており且つ前記
   マンドレルと共に移動可能であり、該作動機構は、直径
   方向には前記トリップバルブの内側に配置されておりそ
   して第４フランジを有しており、該第４フランジは、該
   作動機構から前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め
   選ばれた距離延びていて前記第４フランジの両側の表面
   に第５及び第６作動表面を形成しており、前記第５及び
   第６作動表面は、直径方向には前記第１及び第２環状部
   材の前記第３及び第４作動表面と重なり合う関係におい
   て配置されている、ことを特徴とする油圧式トリップバ
   ルブ。
2. 【請求項２】 複動作用油圧式ドリルジャーであって、
   該ドリルジャーは、 管状ハウジングと、 管状マンドレルを備え、該管状マンドレルは、前記管状
   ハウジング内に入れ子式に運動できるように配列されて
   おりそして第１フランジを有しており、該第１フランジ
   は、前記管状ハウジングの内表面にカップリングしてお
   りそして、該管状ハウジング内で予め選ばれた距離延び
   ていて、前記第１フランジの両側の表面に第１作動表面
   と第２作動表面を形成しており、 前記ドリルジャーはトリップバルブを備え、 該トリップバルブは第１環状弁部材を備え、該第１環状
   弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマンドレル
   とハウジングとの間に配置されておりそして長手方向に
   は前記第１フランジから変位しており、該第１環状弁部
   材は、前記第１フランジの前記第１作動表面と重なり合
   う関係において前記ハウジングに向かって前記第１環状
   弁部材から予め選ばれた半径方向距離延びている第２フ
   ランジを有しており、該第１環状弁部材は、直径方向内
   側の表面を有しており、該内側表面は、該表面内に形成
   されていて第３作動表面を露出する凹部を有しており、 前記トリップバルブは第２環状弁部材を備え、該第２環
   状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマンドレ
   ルとハウジングとの間に配置されておりそして長手方向
   には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記第１環状弁部
   材とシール関係にあるように配置されており、該第２環
   状弁部材は、前記第１フランジの前記第２作動表面と重
   なり合う関係において該第２環状弁部材から前記ハウジ
   ングに向かって予め選ばれた半径方向距離延びている第
   ３フランジを有しており、該第２環状弁部材は、直径方
   向内側の表面を有しており、該直径方向内側の表面は、
   該表面に形成されていて第４作動表面を露出する凹部を
   有しており、前記第１及び第２環状弁部材凹部は、互い
   に隣接して且つ開いて形成されており、 前記ドリルジャーは作動機構を備え、該作動機構は、前
   記マンドレルにカップリングしており且つ前記マンドレ
   ルと共に移動可能であり、該作動機構は、直径方向には
   前記トリップバルブの内側に配置されておりそして該作
   動機構から前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め選
   ばれた距離延びていて前記第４フランジの両側表面に第
   ５及び第６作動表面を形成しており、前記第５及び第６
   作動表面は、直径方向には前記第１及び第２環状部材の
   前記第３及び第４作動表面と重なり合う関係において配
   置されている、ことを特徴とするとする複動作用油圧式
   ドリルジャー。
3. 【請求項３】 複動作用油圧式ドリルジャーであって、
   該ドリルジャーは、管状ハウジングと、 管状マンドレルを備え、該管状マンドレルは、前記管状
   ハウジング内に入れ子式に運動できるように配列されて
   おりそして第１フランジを有しており、該第１フランジ
   は、前記管状ハウジングの内表面にカップリングしてお
   りそして、該管状ハウジング内で予め選ばれた距離延び
   ていて、前記第１フランジの両側の表面に第１作動表面
   と第２作動表面を形成しており、 前記ドリルジャーはトリップバルブを備え、 該トリップバルブは第１環状弁部材を備え、該第１環状
   弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマンドレル
   とハウジングとの間に配置されておりそして長手方向に
   は前記第１フランジから変位しており、該第１環状弁部
   材は、前記第１フランジの前記第１作動表面と重なり合
   う関係において前記ハウジングに向かって前記第１環状
   弁部材から予め選ばれた半径方向距離延びている第２フ
   ランジを有しており、該第１環状弁部材は、直径方向内
   側の表面を有しており、該内側表面は、該表面内に形成
   されていて第３作動表面を露出する凹部を有しており、 前記トリップバルブは第２環状弁部材を備え、該第２環
   状弁部材は、直径方向には前記ドリルジャーのマンドレ
   ルとハウジングとの間に配置されておりそして長手方向
   には前記第１環状弁部材と隣接し且つ前記第１環状弁部
   材とシール関係にあるように配置されており、該第２環
   状弁部材は、前記第１フランジの前記第２作動表面と重
   なり合う関係において該第２環状弁部材から前記ハウジ
   ングに向かって予め選ばれた半径方向距離延びている第
   ３フランジを有しており、該第２環状弁部材は、直径方
   向内側の表面を有しており、該直径方向内側表面は、該
   表面に形成されていて第４作動表面を露出する凹部を有
   しており、前記第１及び第２環状弁部材凹部は、互いに
   隣接して且つ開いて形成されており、 前記ドリルジャーは作動機構を備え、該作動機構は、前
   記マンドレルにカップリングしており且つ前記マンドレ
   ルと共に移動可能であり、該作動機構は、直径方向には
   前記トリップバルブの内側に配置されておりそして第４
   フランジを有しており、該第４フランジは、該作動機構
   から前記第１及び第２環状弁部材凹部へと予め選ばれた
   距離延びていて該第４フランジの両側表面に第５及び第
   ６作動表面を形成しており、前記第５及び第６作動表面
   は、直径方向には前記第１及び第２環状部材の前記第３
   及び第４作動表面と重なり合う関係において配置されて
   おり、 前記ドリルジャーは第１及び第２ピストンを備え、該第
   １及び第２ピストンは、前記管状マンドレルと前記管状
   ハウジングとの間に長手方向に間隔を置いた位置に配置
   されて油圧式チャンバを形成しており、該チャンバは、
   前記ピストンにより該チャンバからの作動液の制限のな
   い移動に対して実質的にシールされており、前記ピスト
   ンは、前記管状マンドレルと前記管状ハウジングとの間
   で該チャンバ内で滑動移動できるような形状であり、前
   記トリップバルブは、該チャンバ内に配置されておりそ
   して閉位置の形状をとるとき作動液の実質的損失に対し
   て該チャンバをシールするように適合しており、そして
   開位置において該チャンバを排出して低圧チャンバとす
   るようになっており、前記第１ピストンが、長手方向に
   前記管状ハウジング中への前記管状マンドレルの移動に
   応答して、前記管状マンドレルと係合しそして前記管状
   マンドレルと共に移動するようになっており、これによ
   り、前記チャンバの容積は、前記管状ハウジング中への
   前記管状マンドレルの長手方向移動に応答して減少せし
   められ、前記第２ピストンは、前記管状ハウジングから
   の前記管状マンドレルの長手方向移動に応答して前記管
   状マンドレルに係合すると共に前記管状マンドレルと共
   に移動するようになっており、それにより、該チャンバ
   の容積は、前記管状ハウジングからの前記管状マンドレ
   ルの長手方向移動に応答して減少せしめられ、 前記ドリルジャーは第１及び第２コイルばねを備え、該
   第１及び第２コイルばねは、前記チャンバ内に配置され
   そして、それぞれ、第１ピストンと第１環状弁部材との
   間及び第２ピストンと第２環状弁部材との間で長手方向
   に延びており、前記第１及び第２ピストンは、前記チャ
   ンバの長手方向中心から遠ざかるように強制され、そし
   て前記第１及び第２環状弁部材はそれらの閉位置に向け
   て強制されている、ことを特徴とする複動作用油圧式ド
   リルジャー。