JPS5918892A - ジヤ−加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には、くっついた物を取り除くために井
戸穴内で利用される引揚げ装置に関する。

いっそう明確に言えば、本発明はセット位置と衝突位置
との間の作動行程を有し、目つ、ジーヤーをそれに子守
の引張力力を加えられるまでセット位置に保持するジャ
ーの掛は金にＬ６答する力を有するジャーと共に用いる
ための加速べξ置に関する。

石油生成物を産出する為の井戸のような深井戸の罰削お
よびその完了までの間には、ドリルノ；イブ、チュービ
ング、井戸工具、及びその仙の装置のような物が時折井
戸穴内にくっつき、普通の上向き力を加えることによっ
ては取り除くことができないことがある。このような場
合には、くっついた物に強い衝撃力を送達し、それによ
ってその物を井戸穴から抜き出して取り除くことが必要
である。前記のような衝撃力を送達するための装着は既
に開発されており、且つ、ジャーとして知られている。

ジャーバーＪ９ＪＣ１前記くっついた・吻に取り付けら
れている本体構造物と、その本体構造物内にすべり架装
されている心棒、即ち、）くイブ又はワイヤを介して地
表に取り付けられている心棒とを具備している。本体構
造物はアノビルを有し、また心棒はハンマを有する。心
棒と本体とをはずしうるように結合し、それによってア
ンビルとノ・ンマとを間隔を離した関係において保持す
る為の手段が設けられており、前記間隔の距離はジャー
の行程として知られている。前記用けはずし式連結手段
は、ジャーに加わる引張力カーある一定の水準を超えた
ときＫはずれるように適応せしめられている。前記連結
手段がはずれたときは、ノ・ンマはフリーになって上向
きに走行し、アンビルに突と当たるようになっている。

連結手段がはずれたときに心棒を上向きに動作させる為
には、地表と心棒との間を結ぶノくイブ又はワイヤのス
トリングにはねかえりエネルギかた（わえられなければ
ならない。典型的には、前記貯わえられたはねかえりエ
ネルギは全システムを通じて広がっており、且つ、パイ
プの伸び、巻上装置におけるワイヤの伸び、及び油井や
ぐらの若干の圧縮を含んでいる。

ジャーの効率に明してはいくつかの制限事項がある。例
えば、偏倚した又は曲がった穴内においては、穴の壁に
対するパイプ又はワイヤの摩擦は、前記連結手段の解放
時に貯えられた伸びのエネルギがジャーに送達される速
さを減少させ、衝撃力を減少させる。又、深さの浅い所
でははねかえりエネルギが貯えられるパイプ又はワイヤ
の長さが非常に短い。従って深さの浅い所ではジャーの
有効性が制限される。

ジャーの効率を高めようとする努力の結果、加速装置、
ジャーブースタ、又は増王機として知られる多くの装置
が開発されて来ている。このような装置の本来の機能は
、パイプ又はワイヤにではなくてジャー及びドリルカラ
ー又はおもり棒の真上のス）　ＩＪソング澄し込まれた
装置内にはねかえりエネルギを貯えることにある。この
ような装置の１つはボーエン、ツールス、インコーボレ
ーテツドによって製作されており、１つ、そのだいたい
け１９７・６−７７年合成カタログの７３４頁に、又、
その詳細はボーエン、ツールス、インコーボレーテツド
のテクニカルマニュアルに記載されている。ボーエンの
加速装置は圧縮性流体を圧縮することＫよってエネルギ
をたくわえる。別なこのような装置はジョンストン知よ
って製作されており、目一つ、そのだいたいは１９７ロ
一７７年合成カタログの３６２５頁に記載されている。

このジョンストンの装置はガスを圧縮することによって
エネルギを貯える。

ジョンストン及びボーエンの装置にはいずれも多くの欠
点がある。どちらももしシールのどれかが破損すれば作
動しなくなる。その上、いずれの装置も作動中高圧を発
生し、又、地表又は地表近くで作動する場合は機械的損
傷を起こしやすい。

加えて、先行装置にはガス又は流体が装入される為にジ
ャーに関して発現されるばね力は温度と共に増大する。

かくて、井戸穴の温度条件が変われば装置によって生ぜ
しめられる力も変わる。

それ故、本発明の目的は先行技術の欠点を克服するとと
Ｋある。

簡潔に肯えば、前記の目的及びその他の目的は、チュー
ブ状工具本体及びその工具本体内に軸方向にすべりうる
ように架装された細長い心棒を具備する本発明のジャー
加速装置によって達成される。

工具本体は内向き肩部を有し、又、心棒は外向き肩部を
有し、これら両肩部は共同して心棒と本体との間に内部
ばね室を形成する。複数の円錐台形円板ばね力細１ｙ記
ばね室内の心棒のまわりに積み取ねられる。ジャー加速
装置の作動を通じて、ばね室内の圧力を実際上工具本体
外側のＪＥ力と同じ水準に保持する為の手段が設けられ
る。

円板ばねは、本発明のジャー加速装置と共匠用いられて
いるジャーの行程よりも陵い長さにわたる複数の円板ば
ねの圧縮がジャーの連結手段を解放するのに必要な力よ
りも小さい力を生ずるような複合ばね定数を持つように
選ばれる。別に言えば円板ばねは、作動中加速装置がジ
ャーの行程より以上に伸び、それＫよってジャーの行程
中における実際上すべての動作が加速装置罠よって与え
られるように選ばれろ。

本発明の１つの態様においては、複級の円板ばねは少な
くともジャーの行程に等しい長さの圧縮長さと、その圧
縮長さにわたって発現される力がジャーを解放するのに
必要な力を有する第１の組と、咳第１の組の複合ばね定
数よりも大きい複合ばね定数を有する円板ばねの第２の
組とを包有している。

次に図について説明する。初めに第１図乃至第３図につ
いて説明すると、これらの図面には本発明のジャー加速
装置が全体として符号１１で示されている。加速装置１
１はチューブ状工具本体１２と、該工具本体１２内に軸
方向にすべりうるよ５に架装されたチューブ状心棒１３
とを具備している。心棒１３は、ドリルパイプ又は他の
工具支持手段を連結するように適応せしめられた工具連
結部１４をその一ト端に有する。工具本体１２の下端部
は加重手段、例えばドリルカラー１６又はおもり捧のよ
うなｌ＋ｕ重手段を連結するように適応せしめら虹た工
具連結部１５を構成するように形成されている。

ジャー加速装置１１は全体として符号２０で示された制
限付き上向き行程ジャーと共忙用いるように適応せしめ
られている。ジャー２０は米国特許第４，３３３，５４
２号明細＠忙開示された、ｔうな型式の機械的ジャーで
あることが好ましい。然し乍らジャー加速装置１１は、
オイルジャーを含む他の制限付き上向き行程ジャーと共
に用いることもできる。

ジャー２０は細長い本体２Ｉと細長い作動心棒２２とを
具備する。ジャ一本体２１は内側アンビル２３を構成す
るように形成されており、又、作動心棒２２はハンマ２
４を構成するように形成されている。ジャー２０は、ジ
ャ一本体２１と作動心棒２２との間の掛けはずし式連結
部を構成する掛は金２５を有する。ジャ一本体２】と作
動心棒２２とに掛ケ金がおろされたとき、アンビル２３
とハンマ２４とは第１図に示されるように距＃Ｓだけ離
れている。距＠Ｓはジャーの行程として知られている。

掛ケ金２５の係合はジャ一本体２１と作動心棒２２との
間の軸方向張力がある一定の水準を超えたときに、はず
れるようになっている。

ばね手段２６は掛ケ金２５がはずれる張力の水準をセッ
トする為に設けられている。

ジャー２０の作動心棒２２は、ドリルカラー１６と連結
するように適応せしめられた工具連結部２７をその上端
に有する。ジャ一本体２１は、もしジャー２０が引揚げ
用ジャーとして用いられる場合は引揚げ用工具を連結す
るように、又、もしジャー２０がドリル用ジャーとして
用いられる場合はドリルカラーを連結するように適応せ
しめられた工具連結部をその下端に有する。

ジャー加速装ｆｔ１ｌの工具本体は内側肩部１７が設け
られるように形成されており、又、ジャー加速装置の心
棒１３は対向する肩部１８が設けられるように形成され
ている。肩部１７と１８とは協同して、円錐台形円板ば
ね２９の潰み重なりを収納するばね室１９を形成する。

円板ばね２９は肩部１７と１８とを引き離すように作用
する。

第１図には、ジャー２０が掛ケ金２５の解放直前の状態
において示されている。ジャー２０のばね手段２６は、
掛ケ金のセット力よりも少く小さい力を出すように圧縮
されている。ジャー加速装置１１の円板ばね２９は、肩
部１７と１８両者の動作によって圧縮されている。円板
ばね２９の圧縮は、掛ケ金２５が解放されたときドリル
カラー１６とジャー２０とに伝達されるエネルギを貯え
る。円板ばね２９は、負荷中のジャー加速装置１１の伸
びがジャー２００行程Ｓよりも大きくなるようＫａ択さ
れ目一つ配置される。

第２図に特定して説明すると、ジャー２０は掛ケ金２５
の解放直後における状伸で示されている。

掛ケ金２５が解放されたときは、ジャ一本体２１と作動
心棒２２とはお互いに関して軸方向への動作が自由とな
り、それによってノ・ンマ２４はアンビル２３に向って
動作せしめられる。ハンマ２４のアンビル２３に向かう
動作を引き起こされる力はジャー加速装置１１によって
付与される。円板ばね２９内に貯えられたエネルギはド
リルカラー１６と作動心棒２２とに送られる。掛ケ金２
５の解放時には、実際上・相互に堅く連結されている作
動心棒２２、ドリルカラー１６、及び加速装置の工具本
体１２は１つのユニットとして急速に上向きに加速され
、又、ばね２９内に貯えられた位置エネルギは連動エネ
ルギに転換される。

第３図には、ジャー２０はノ・ンマ２４とアンビル２３
との間の衝突の瞬間における状暢で示されている。ハン
マ２４とアンビル２３との間の衝突はドリルカラー１６
と加速装置工具本体１２との動作を実際上瞬間的に停止
させるが、このことはまたジャー下部の工具連結部２８
を通して巨大な衝撃を付着した物に与える。第３図忙示
すように、ジャー加速装置１１はまだ少く伸張した位置
にあり、又、円板ばね２９はまだ少く圧縮されている。

か（て、衝突前は常にジャー加速装置１１がドリルカラ
ー１６とジャーの作動心棒２２とに加速度を付与する。

次に第４ａ図及び第４ｂ図について説明すると、これら
の図にはジャー加速装置１１の好ましい実施態様が示さ
れている。加速装置の工具本体１２は上部中央本体３５
に螺合された上部本体３０を有する。上部中央本体３５
はまた下部中央本体４０に螺合されている。下部中央本
体４０はまた工具連結部１５を有する下部本体４５に螺
合されている。上部本体３０、上部中央本体３５、下部
中央本体４０、及び下部本体４５はかくして準−の本体
を形成しており、しかして適切フエダプルオーリングシ
ール、例えば上部本体３０と一ヒ部中央本体３５との間
の内側螺合部におけるシール３１と３６のようなダブル
オーリングシールが本体１２の各部分間における内側螺
合部のすべて忙設けられており、それによって本体１２
は流体密に為されている。

加凍装蓋の心４９１３は、上方の工具連結部１４と下方
部分６０とを包含する上方部分５０を有する。心棒の上
方部分５０と心棒の下方部分６０とはコネクタ６２によ
って螺合連結されている。適切なシール、例えばシール
６３のようなシールがコネクタ６２による心棒上方部分
５０と心棒下方部分６０との間の相互連結部をシールす
る為に設けられておυ、それ恍よって単一の心棒１３は
流体密に１．Ｃされている。

〜　　本体１２の肩部１７は、上部中央本体３５の下端
部と、下部中央本体４０と心棒の下方部分６０との間に
配置キれたばね負荷リング：（７と忙よって形成されて
いる。下方の肩部］８は、心棒の下方部分６０上の細長
いねじ部分６４に係合する調整ナツト６１によって形成
されている。止めナツト６５は、調整ナツト６１を所定
の位置にロックすると共にその軸方向の動きを防止する
ために設けられているう斯くしてばね室１９は、心棒の
下方部分６０と、一端においてはばね負荷リング３７に
よって、又、他端においては調整ナツト６１によって軸
方向において境されている下部中央本体４０との間の環
状空所を持っているう 円板ばね２９は、比較的こわい円板ばねの第１の組２９
ａと比較的こわくない円板ばねの第２の組２９ｂとを包
含している。ｍ２９ａ及び２９ｂの円板ばねの夫々の数
とこわさとは、ジャー１ｇ＋速装置１１と共に用いられ
ているジャーの行程とジャーの掛ケ金開放負荷特性と忙
従って選ばれる。いっそう明確に言えば、第２の４！１
２９ｂの円板ばねは、ジャー〇行程に等しい距離にわた
る該第２の組２９ｂの圧縮がジャーの掛ケ金開放負荷よ
りも小さい力を生じさせるような複合ばね定数と長さと
を持つように選ばれる。別に言えば、第２０絹２９ｂの
長さと複合ばね定数とは、作動中如おける加速装置の工
具本体１２に関する心棒１３の伸びがジャーの行程より
も大きくなるよう忙なっている。

第２０組２９１）は′ｔ、ｆｒ、１０組２９ａの複合ば
ね定数よりも大きい複合ばね定数を持つように形成され
ている。かくして円板ばね２９は加速装置１１に漸進ば
ね特性を持たせるのであって、即ち、ジャーの行程に等
しい長さまでの加速装置１１の伸灰円板ばね２９の圧縮
）の第１の部分は第２０組２９ｂによって付与され、ジ
ャーの解放に必すな力よりも小さい力が付与される。加
速４Ａ置１１の伸びの第２の部分は比較的短い距離にわ
たり第２の組２９１）を圧縮することによって伺与され
、それによってジャーを解放するのに必要な力が生ずる
。

本発明の漸進ばね特性の特徴は、長さにプレミアムがつ
けられ、且つ、ジャーが解放力の広い範囲にわたってセ
ットしうる場合に特に有利である。

このような場合においては、第２の組２９ｂは、ジャー
の行程に等しい長さ忙わたる加速装置１１の伸びが最小
の解放Ｉｌ１点よりも小さい力を生ずるように選ばれる
。第１の組２９ａは、加速装［１１の比較的小さい付加
の伸びが最大の調整点においてジャーを解放するに十分
な付加の力を生ずるように選ばれる。かくて、加速装置
１１の漸進ばね特性は円板ばね２９の長さを帰小限にす
るが、同時圧又、１朋岸装置１１の伸びが常にジャーの
行程を超えるようになっている。円板ばねの包括的な論
議には、キー、ベルヴイレス、インコーボレーテツド、
Ｈ，、Ｄ、ＮＯ，２、ボックス１９１Ｃ、リーチブルグ
、ペンシルベニヤ１５６５６に、Ｊ：って発行された〃
精密（さら形）円板ばね工学便覧〃とａするパンフレッ
トを参照されたい。

ばね室１９を含む加速装置工具本体１２と加速装置心棒
１３との間の空所は潤滑油で満たされることが好ましい
。シール５１を含む１組の上部心棒シールは、上部本体
′う０と心棒上方部分５０とσ）ｌＪｃすべりシールを
形成し、それによって潤滑油を加速装置１１の外側環境
から隔離する為に設けられているっ又、シール５１の両
側忙あるのは保ＫＩ　ＩＪソング２を含む１対の保護リ
ングである。

加速装置１１の他端部は、心棒下方部分６０とため６７
内の下部本体４５との間にすべり架装された自由ピスト
ン６６によってシールされている。

自由ピストン６Ｇは、７−ル６８と保護リング６９とを
含む１組のシールと保１リングとによって心棒下方部分
６０と下部本体４５との双方にシーリング１系合をして
いる。自由ピストン６６は自由に動作し、それによって
加速装置１１の作動中における潤滑油の容積変化に順応
するようになっている。又、自由ピストン６６はその両
＋１！ｌｌにおける圧力をつりあわせ、それＫよってば
ね室１９内の潤滑油を含む加速装置工具本体１２と心棒
１３との間の潤滑油の圧力を実際上周囲）′Ｅ力に等し
い水準に保持する。加速装置１１は圧力のつりあった状
態で作動するから、シールのうちのどれか又はすべての
破損も加速装置１１０作動（影響を及ぼすことはない。

シールの破損は＠滑油の汚染又は損失を引き起こすけれ
ども工具を無力にするようなことはない。充填用プラグ
５４及び５５は加速装置１１に潤滑油を充填する為に設
けられている。

ある実楕態様においてはシールと潤滑油とが省略される
が、その場合はばね室１９は井戸穴に直接連通すること
になる。

トルクが加速装置１１をよぎって伝達されるよ５にする
ために、上部本体３０と心棒上方部分５０とにはスプラ
イン５７及び５８が夫々設けられる。

以上かられかるように、この発明は先に述べた目的のす
べて、並びに明白な、又、装置に固有の他の利益をも併
せ達するＫすこぶる好適なものである。

ある特徴及びその副相合せは有用なものであり、且つ、
他の特徴及びその副相合せに関して用いうるものである
ことは理解できるであろう。このことはクレム忙よって
全回されることであり、且つ、フレイムの範囲内如ある
ことである。

本発明については、その範囲を逸脱することなしに多（
の実現性ある実惰ａｉ４様を考えうるのであるから、こ
こに述べたすべての事項は添附図面に示されてはいても
それは例示と解釈されるべきであって、限定の意でない
ことは勿論のことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はドリルカラー及びジャー掛ケ金機構の解放直前
におけるジャーが組み合された本発明加速装置の略図、
第２図は前記掛ケ金の解放後で衝突前のジャーが示され
た第１図同様の略図、第３図は衝突位置におけるジャー
が示された第１図及び第２図同様の略図、第４ａ図は本
発明ジャー加速装置の上端部の断面図、第４　ｈ図は本
発明ジャー加速装置下端部の断面図である。 符号説明 １１・・・ジャー加速装置　１２・・・チューブ状工具
本体１３・・・心棒　　　　　　１７．１８・・・１部
１９・・・ばね室　　　　　２０・・・ジャー２３・・
・アンビル　　　　２４・・・ハンマＳ・・・ジャーの
行程　　２５・・・掛ケ金２６・・・ジャーのばね手段
　２９・・・円錐台形円板ばね２９ａ・・・第１の組の
円板ばね２９ｂ・・・第２の組の円板ばね特　許　出　
願　人　　　ウィリアム　ティー　ティラー代理人　　
弁理士　林　　　　　孝　　吉゛　１ ：′］ （二７．が、、、：、、、、’ｊ ｆｉｇ、４Ａ　　　　　　ｆｉｇ、４Ｅｊ−Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内向き肩部を有する細長いデユープ状工具本体と
   、軸方向に固定された外向き肩部を備えて前記工具本体
   内に軸方向にすべるように架装された細長い心棒とを具
   備し、前記両肩部は前記心棒と前記本体との間に内部ば
   ね室を形＋ｊ２　ｔ、ており、然して前記両肩部間の前
   記心棒のまわり傾おいて前記ばね室内−配置された複数
   の円錐台形円板ばねを具備して成るジャーの解放手段に
   応答する行程と力とを備えたジャーと共恍用いるための
   ジャー加速装置。 （２）前記複数の円板ばねは第１の組の円板ばねを有し
   、その第１の組は少なくともジャーの行程に等しい長さ
   の圧縮長さを有すると共に、積圧縮長さにわたって発現
   される力が前記ジャーを解放するのに必要な力よりも小
   さいような複合ばね定数を有している特許請求の範囲第
   １項記載のジャー加速側Ｌ （３）前記複数の円板ばねは第２の組の円板げねを有し
   、その第２の組は前記第１の組の複合ばね定数よりも大
   きい全ばね定数を有している特許請求の範囲第２項記載
   の加速装置。 （４）前記第２の組の複合ばね定数は、ジャーを作動す
   るのに必要な力よりも大きい力がジャーの行程よりも短
   い該第２の組の圧縮長さにおいて発現されるような定数
   である特許請求の範囲第３項記載の加速Ｓ置。 （５）前記ばね室内側の圧力と、前記工具本体外部の圧
   力とを実際上等しく保持するための手段を具備している
   特許請求の範囲第１項記載の加速装置。 （６）前記保持手段は前記工具本体内における前記心棒
   のまわりにすべり、１つ、シールするように配置された
   ピストンを具備している特許請求の範囲第５項記載の１
   ｎ速装置、 （７）前記の室を満たす実際上非圧縮性の流体を包含し
   、目、つ、前記の室の容積変化を補償するとともに、前
   記加速装置の作動中、前記の室を満たす前記流体の圧力
   と前記工具本体の外部における圧力とをつりあわせる為
   の手段を具備している特許請求の範囲第１項記載の加速
   装置。 （８）前記の補償兼つりあわせ手段は、前記心棒と前記
   工具本体との間に可動関係において受容された閉（杏手
   段を具備している特許請求の範囲第７項記載の加速装置
   。 （９）前記閉鎖手段は、前記心棒と前記工具本体との間
   に可動に配置されると共に、前記心棒と前記工具本体と
   の双方に対してシールケ形成する手段を備えたピストン
   を具備している特許請求の範囲第８項記載の加速装置。 （１０イＩ記心棒と前記工具本体との間にトルクを伝達
   するだめの手段を具備している特許請求の範囲第１項記
   載の加速装置。 （１１）前記両肩部間の間隔を変え、それによって前記
   ２組の円板ばねの異なる長さに対応しうるようにする為
   の１五段を具備している特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 （１２前記ばね室の軸方向に対向する両端において、前
   記工具本体と心棒との間をすべりシールする為の手段を
   具備し、且つ、前記工具本体の内側と前記心棒の外側と
   における油相３両シール手段の間の空所を満たす実際上
   非圧縮性の流体を包含している特許請求の範囲第１項配
   置（夕の加速装置。 （１３前記非圧縮性流体の圧力を、前記加速装置の作動
   中実際上一定に保持するための手段を具備している特許
   請求の範囲第１２項記似の加速・装置。 （１４）前４１２流体の圧力を前記シール手段の外部に
   おける圧力とつりあわせる為の手段を具備している特許
   請求の範囲第１２項記載の加速装置。 （１ｍ　　前記圧力つりあわせ手段は、一端を前記流体
   にさらし、他端を前記シールの外部における圧力にさら
   したピストン手段を具備している特許請求の範囲第１４
   項記載の加速装置。