一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于油田鉆井震擊設備技術領域，尤其涉及一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，包括依次由螺紋連接的花鍵軸、震擊體、芯部接頭、芯軸、上芯軸、上缸體、上閥座、軸式上計量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計量閥、下閥座、下缸體、活塞以及下接頭；所述花鍵軸的外部套設有花鍵套，所述花鍵套上設置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設置有平衡活塞；本實用新型采用上述結構，通過采用高適應性應用范圍、分散應力集中的結構可使該型隨鉆震擊器回位后可向上或向下兩個方向(雙向)產生由軸式計量閥帶來液壓延時驅動的強大震擊力，從而可以在垂直鉆井、定向鉆井和水平鉆井中更好地隨鉆柱一起完成鉆井工作。
【專利說明】
一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器
技術領域
[0001]本實用新型屬于油田鉆井震擊設備技術領域，尤其涉及一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器。
【背景技術】
[0002]在現代石油勘探、開發(fā)中鉆井是一個重要環(huán)節(jié)。通過鉆井可分析油層在地下層數、深度、厚度，并查清油層的地理性質，但在實際鉆井過程中，由于地質復雜、突發(fā)事件的不可預知、鉆進工藝的合理與否，都會直接影響整個鉆井過程。其中，鉆進過程中鉆柱遇卡是出現率高、也較為危險的事故。而解決遇卡的主要手段是在鉆柱的合理位置安裝隨鉆震擊器，以便在必要時利用震擊力對遇卡段進行解卡。
[0003]現有的隨鉆震擊器中以全機械型隨鉆震擊器、機械/液壓式隨鉆震擊器(單向液壓)或雙向全液壓隨鉆震擊器為主，而全機械型隨鉆震擊器的震擊力存在在特殊事故處理中不能滿足大震擊力的使用需求的問題;機械/液壓式隨鉆震擊器(單向液壓)下擊力沒有通過液壓驅動，存在下擊力不夠大的問題；以往的雙向全液壓隨鉆震擊器較長，為9米以上，在震擊器外筒部分設計有多個連接體(短外筒兩端公螺紋結構)結構，這樣在連接體兩端公螺紋根部易造成應力集中，過早產生疲勞斷裂現象。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠有效解決現有技術存在的問題，通過去掉傳統連接體結構，改善應力集中現象，防止隨鉆震擊器在正常鉆井中由于應力集中而斷裂，震擊力大，操作簡單，高抗疲勞、高適應性，用途廣泛，使用壽命長的高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器。
[0005]本實用新型是這樣實現的，一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，包括依次由螺紋連接的花鍵軸、震擊體、芯部接頭、芯軸、上芯軸、上缸體、上閥座、軸式上計量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計量閥、下閥座、下缸體、活塞以及下接頭;所述花鍵軸的外部套設有花鍵套，所述花鍵套上設置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設置有平衡活塞，所述花鍵軸、花鍵套、震擊體、上缸體、下缸體和下接頭采用一端公螺紋以及另一端母螺紋結構，所述壓力體采用雙母螺紋結構。
[0006]進一步，所述花鍵軸與芯部接頭之間設置有鎖緊螺母。
[0007]進一步，所述軸式下計量閥上安裝有固定螺母、濾芯、以及阻尼機構，所述固定螺母的下方依次連接有所述濾芯和阻尼機構。
[0008]進一步，所述上芯軸和下芯軸的活塞密封面上均設有防塵圈。
[0009]本實用新型所述的一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，包括依次由螺紋連接的花鍵軸、震擊體、芯部接頭、芯軸、上芯軸、上缸體、上閥座、軸式上計量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計量閥、下閥座、下缸體、活塞以及下接頭;所述花鍵軸的外部套設有花鍵套，所述花鍵套上設置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設置有平衡活塞，所述花鍵軸、花鍵套、震擊體、上缸體、下缸體和下接頭采用一端公螺紋以及另一端母螺紋結構，所述壓力體采用雙母螺紋結構;本實用新型采用上述結構，通過采用高適應性應用范圍、分散應力集中的結構可使該型隨鉆震擊器回位后可向上或向下兩個方向(雙向)產生由軸式計量閥帶來液壓延時驅動的強大震擊力，從而可以在垂直鉆井、定向鉆井和水平鉆井中更好地隨鉆柱一起完成鉆井工作，不至于隨鉆震擊器在中合點附近由于承受一定的臨界彎曲應力而發(fā)生過早的疲勞斷裂現象。另外，該震擊器具有震擊力大，操作簡單，高抗疲勞、高適應性，用途廣泛，使用壽命長等優(yōu)點，易于推廣和使用。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0011]圖2是本實用新型中平衡活塞的放大結構示意圖；
[0012]圖3是本實用新型中軸式下計量閥的放大結構示意圖；
[0013]圖4是本實用新型中花鍵軸與芯部接頭之間的鎖緊螺母的放大結構示意圖。
[0014]圖中:1、花鍵軸；2、震擊體;3、芯部接頭;4、芯軸；5、上芯軸;6、上缸體;7、上閥座；
8、軸式上計量閥；9、壓力體；1、下芯軸；11、軸式下計量閥；12、下閥座；13、下缸體；14、活塞；15、下接頭；16、花鍵套；17、注油裝置；18、平衡活塞；19、鎖緊螺母;20、固定螺母;21、濾芯;22、阻尼機構。
【具體實施方式】
[0015]為能進一步了解本實用新型的【實用新型內容】、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型是這樣實現的，一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，包括依次由螺紋連接的花鍵軸1、震擊體2、芯部接頭3、芯軸4、上芯軸5、上缸體6、上閥座7、軸式上計量閥8、壓力體9、下芯軸10、軸式下計量閥11、下閥座12、下缸體13、活塞14以及下接頭15;所述花鍵軸I的外部套設有花鍵套16，其中，花鍵軸I與花鍵套16之間通過花鍵連接，這樣使上部鉆柱施加的扭矩通過花鍵軸I傳遞給震擊器花鍵，并通過花鍵套16與外筒連接，把扭矩傳遞給下接頭15、由下接頭15傳遞扭矩到下部鉆柱;所述花鍵套16上設置有注油裝置17，通過該注油裝置17可向震擊器內注入潤滑油，以提高其潤滑效果；所述芯軸4與上芯軸5之間設置有平衡活塞18，在本實施例中，通過該平衡活塞18使震擊器在正常鉆進過程中更有利于配合內、外壓力平衡，在啟動該隨鉆震擊器工作時平衡負壓壓力以便順利完成震擊工作;所述花鍵軸1、花鍵套16、震擊體2、上缸體6、下缸體13和下接頭15采用一端公螺紋以及另一端母螺紋結構，所述壓力體9采用雙母螺紋結構，這樣與傳統結構相比，沒有采用連接體(短外筒兩端公螺紋結構)結構設計外筒，由于連接體兩端公螺紋根部易造成應力集中，從而可以避免使隨鉆震擊器過早產生疲勞斷裂現象。
[0017]具體的，所述花鍵軸I與芯部接頭3之間設置有鎖緊螺母19;這樣可防止芯部接頭因上芯軸突發(fā)反轉扭矩卸扣。
[0018]具體的，所述軸式下計量閥11上安裝有固定螺母20、濾芯21、以及阻尼機構22，所述固定螺母20的下方依次連接有所述濾芯21和阻尼機構22;這樣用于增強軸式計量閥密封性能，降低上、下缸體端面加工精度保證軸式計量閥工作效果。其中，上述濾芯21為特殊結構濾芯，震擊器在延時工作過程中，軸式計量閥的特殊結構濾芯可充分過濾通過軸式計量閥阻尼器的液壓油，保證阻尼器正常工作，當震擊器回程過程中，軸式計量閥的特殊結構濾芯被液流沖擊推出軸式計量閥工作腔，將特殊結構濾芯阻擋污物排出軸式計量閥工作腔；濾芯的固定螺母上開有小孔，可在液壓油通過濾芯前的達到初步過濾的作用，排除較大污物。另外，阻尼機構22為液壓阻尼機構，用于控制上、下震擊運動的液壓延時。
[0019]具體的，所述上芯軸5和下芯軸10的活塞密封面上均設有防塵圈；這樣可保證上、下芯軸活塞密封面清潔，工作穩(wěn)定。
[0020]本實用新型當需要震擊解卡時，必須緩慢下放鉆柱到說明書指定上擊行程時并在井口做好標記，再進行震擊操作。上提力或下壓力達到釋放力值時，上、下芯軸的同時向上或向下運動，關閉換向結構，使工作腔密閉壓力升高，迫使計量閥阻尼結構工作，產生液壓延時、儲能。液壓延時完成后，震擊器內部芯部接頭兩端震擊面撞擊廣生向上或向下的震擊力，震擊工作完成后以較低的力上提使震擊器成拉開狀態(tài)繼續(xù)與鉆柱共同鉆進。
[0021 ]其中，由上芯軸與上閥體，下芯軸與下閥體分別同一個液缸內形成兩個工作液壓腔，上、下兩個軸式計量閥分別為控制上、下震擊的液壓延時儲能腔體。
[0022]當該隨鉆震擊器下部鉆柱出現遇卡情況時，需上擊作業(yè)時，必須先緩慢下放鉆柱到說明書指定上擊行程時并在井口做好標記，再進行震擊操作。上提震擊器花鍵軸，上提力增大到額定上擊釋放力時，花鍵軸繼續(xù)向上運動，使上芯軸工作面與軸式上計量閥接觸，軸式上計量閥單向閥機構關閉，同時上芯軸工作面與軸式上計量閥及上閥體形成的密閉液腔，在上提力作用下液腔內部液體壓力升高，液流只能通過軸式上計量閥阻尼機構泄流，震擊器進入液壓延時、儲能階段;下芯軸工作面與軸式下計量閥不接觸，軸式下計量閥單向閥機構開啟，下芯軸工作面與軸式下計量閥形成環(huán)形過流面，液流順利流過；當花鍵軸繼續(xù)向上運動至上芯軸脫離軸式上計量閥，此時上芯軸工作面與軸式上計量閥的形成環(huán)形過流面泄流，液流順利通過，液腔內壓力瞬間釋放，液壓缸的內能轉換為花鍵軸的動能，產生瞬間加速度，使芯部接頭撞到花鍵體而產生強大的震擊力，完成上擊動作。重復上述動作，可連續(xù)震擊，直至解卡。
[0023]上擊解卡后完成后，緩慢上提該隨鉆震擊器，使震擊器處于全拉開狀態(tài)后，才可允許保持鉆柱正常鉆進。
[0024]當該隨鉆震擊器下部鉆柱出現遇卡情況時，需下擊作業(yè)時，下放震擊器花鍵軸，當下放力增大到額定下擊釋放力時?；ㄦI軸繼續(xù)向下運動，使上芯軸工作面與軸式上計量閥不接觸，軸式上計量閥單向閥機構開啟，上芯軸工作面與軸式上計量閥形成環(huán)形過流面，液流順利流過;下芯軸工作面與軸式下計量閥接觸，使軸式下計量閥單向閥機構關閉，同時下芯軸工作面與軸式下計量閥及下閥體形成的密閉液腔，在下放力作用下液腔內部液體壓力升高，液流只能通過軸式下計量閥阻尼機構泄流，震擊器進入液壓延時、儲能階段。當花鍵軸繼續(xù)向下運動至下芯軸工作面脫離軸式下計量閥體，此時下芯軸工作面與軸式下計量閥形成環(huán)形過流面泄流，液流順利通過，液腔內壓力瞬間降低，液壓缸的內能轉換為花鍵軸的動能，產生瞬間加速度，使芯部接頭下端面撞到震擊體產生強大的震擊力，完成下擊動作。如需再次下擊，必須緩慢上提鉆柱到使用說明書中該型隨鉆震擊器的下擊行程位置，并在井口做好標記，再次重復上述動作，可連續(xù)下擊，直至解卡。
[0025]下擊解卡后完成后，緩慢上提該隨鉆震擊器，使震擊器處于全拉開狀態(tài)后，才可允許保持鉆柱正常鉆進。
[0026]另外，在鉆柱正常工作過程中，本發(fā)明的高適應性應用范圍、分散應力集中的結構可使該型隨鉆震擊器可以在垂直鉆井、定向鉆井和水平鉆井中更好地隨鉆柱一起完成鉆井工作，不至于隨鉆震擊器在中合點附近由于承受一定的臨界彎曲應力而發(fā)生過早的疲勞斷裂。同時，本實用新型采用單液缸、單活塞結構。上、下兩個軸式計量閥分別控制上、下兩個方向震擊的液壓延時儲能。當鉆柱遇卡時，該隨鉆震擊器回位后，可通過上提或下放鉆柱，使震擊器工作產生向上或向下兩個方向的震擊力，對遇卡鉆柱進行解卡。其中，雙向液壓隨鉆震擊器下井時，在鉆柱中接上該型隨鉆震擊器后方可卸掉花鍵軸保護器，防止該型隨鉆震擊器在鉆臺上誤震擊;其特點在于井上操作方便;高適應性應力分散的結構有效降低應力集中現象;可穩(wěn)定的傳遞扭矩;震擊力大;工作穩(wěn)定;震擊器密封部位采用特殊設計的進口密封(組)件，震擊器使用壽命長，且軸式計量閥工作可靠，依靠軸式計量閥的工作使該型隨鉆震擊器產生強大震擊噸位的震擊力，回位后，可連續(xù)上、下震擊，直至解卡。
[0027]綜上所述，該高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器通過采用高適應性應用范圍、分散應力集中的結構可使該型隨鉆震擊器可以在垂直鉆井、定向鉆井和水平鉆井中更好地隨鉆柱一起完成鉆井工作，不至于隨鉆震擊器在中合點附近由于承受一定的臨界彎曲應力而發(fā)生過早的疲勞斷裂現象，從而能夠完全解決垂直井、定向井、水平井鉆井遇阻、解卡問題。
[0028]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，其特征在于，包括依次由螺紋連接的花鍵軸(I)、震擊體(2)、芯部接頭(3)、芯軸(4)、上芯軸(5)、上缸體(6)、上閥座(7)、軸式上計量閥(8)、壓力體(9)、下芯軸(10)、軸式下計量閥(11)、下閥座(12)、下缸體(13)、活塞(14)以及下接頭(15);所述花鍵軸(I)的外部套設有花鍵套(16)，所述花鍵套(16)上設置有注油裝置(17)，所述芯軸(4)與上芯軸(5)之間設置有平衡活塞(18)，所述花鍵軸(1)、花鍵套(16)、震擊體(2)、上缸體(6)、下缸體(13)和下接頭(15)采用一端公螺紋以及另一端母螺紋結構，所述壓力體(9)采用雙母螺紋結構。2.如權利要求1所述的一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，其特征在于，所述花鍵軸(I)與芯部接頭(3)之間設置有鎖緊螺母(19)。3.如權利要求1所述的一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，其特征在于，所述軸式下計量閥(11)上安裝有固定螺母(20)、濾芯(21)、以及阻尼機構(22)，所述固定螺母(20)的下方依次連接有所述濾芯(21)和阻尼機構(22)。4.如權利要求1所述的一種高適應性應力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，其特征在于，所述上芯軸(5)和下芯軸(10)的活塞密封面上均設有防塵圈。
【文檔編號】E21B31/113GK205689156SQ201620600492
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月8日 公開號201620600492.2, CN 201620600492, CN 205689156 U, CN 205689156U, CN-U-205689156, CN201620600492, CN201620600492.2, CN205689156 U, CN205689156U
【發(fā)明人】王吉山, 劉喜龍, 王文峰, 王雯欣
【申請人】牡丹江鑫北方石油鉆具有限責任公司