專利名稱：全機(jī)械式隨鉆震擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油及天然氣鉆井井下工具，是一種高機(jī)械性能的全機(jī)械式隨鉆
震擊解卡工具。
背景技術(shù)：
在鉆井作業(yè)中，由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、鉆具組合的設(shè)計(jì)以及鉆井參數(shù)的選擇，等等因素都可能引起井下卡鉆事故的發(fā)生。卡鉆對鉆井工作影響很大，危害也很深。如處理不當(dāng)，易發(fā)生更大更嚴(yán)重的事故。 為了解決上述問題特將震擊器連接在鉆柱組合中?，F(xiàn)有的震擊器多為液壓式或液壓機(jī)械式隨鉆震擊器。其中液壓式的震擊器內(nèi)腔液壓油品質(zhì)變化會影響震擊效果；整體式液壓機(jī)械式隨鉆震擊器內(nèi)部兩腔剛度差太大，在鉆井過程中易造成短期復(fù)合應(yīng)力疲勞斷裂事故，易使整體式液壓_機(jī)械式隨鉆震擊器發(fā)生斷裂事故。 目前，國內(nèi)、外生產(chǎn)隨鉆震擊器的廠家針對中國各礦區(qū)的震擊器在目前鉆井條件下由于材質(zhì)及熱處理等原因，國外廠家較經(jīng)久耐用，但價格都在60到80萬之間。鉆井成本太高。而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的隨鉆震擊器由于加工及熱處理控制和裝配等原因。易造成在鉆井過程中隨鉆震擊器早期疲勞斷裂等現(xiàn)象。極大地限制了隨鉆震擊器的應(yīng)用。國內(nèi)鉆井井隊(duì)希望解決隨鉆震擊器的使用可靠性問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種震擊效果好、壽命長的全機(jī)械式隨鉆震擊器。[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 —種全機(jī)械式隨鉆震擊器，包括運(yùn)行延長軸，安裝在運(yùn)行延長軸下部的花鍵軸，在
運(yùn)行延長軸和花鍵軸外套有由上至下依次通過螺紋固定連接的上控制套筒、中間套筒、下
控制套筒和花鍵套筒，在上控制套筒頂部固定有上連接頭，花鍵軸和運(yùn)行延長軸通過芯部
接頭連接在一起，芯部接頭位于下控制套筒內(nèi)，在下控制套筒內(nèi)芯部接頭上方有一個向內(nèi)
收縮的臺階，在下控制套筒內(nèi)芯部接頭下方的花鍵軸上安裝有鎖緊螺母，花鍵套筒的頂端
位于下控制套筒內(nèi)并且直徑小于鎖緊螺母直徑，在花鍵軸外安裝有壓緊螺母，壓緊螺母位
于花鍵套筒下方，花鍵軸和花鍵套筒之間通過花鍵配合；在中間套筒內(nèi)側(cè)安裝有摩擦襯套，
摩擦卡瓦安裝在摩擦襯套內(nèi)側(cè)，在摩擦襯套內(nèi)表面上有環(huán)形凹陷的凹齒，在摩擦卡瓦外表
面上設(shè)有凸起的外齒，在鎖緊狀態(tài)時摩擦卡瓦的外齒與摩擦襯套壁接觸，摩擦卡瓦與固定
在運(yùn)行延長軸上的卡瓦運(yùn)行軸接觸鎖緊，在解除鎖緊狀態(tài)下，摩擦卡瓦的外齒位于摩擦襯
套的凹齒中，摩擦卡瓦脫離固定在運(yùn)行延長軸上的卡瓦運(yùn)行軸；在上控制套筒壁上安裝有
鎖緊和調(diào)節(jié)上調(diào)節(jié)套軸向位置的調(diào)節(jié)堵，上調(diào)節(jié)套安裝在運(yùn)行延長軸外并位于摩擦卡瓦上
方，在下控制套筒壁上安裝有鎖緊和調(diào)節(jié)下調(diào)節(jié)套軸向位置的調(diào)節(jié)堵，下調(diào)節(jié)套安裝在運(yùn)
行延長軸外并位于摩擦卡瓦下方，在摩擦卡瓦與上調(diào)節(jié)套和下調(diào)節(jié)套之間分別安裝有彈簧
套筒組。[0008] 本實(shí)用新型的附加技術(shù)方案如下 優(yōu)選地，在上控制套筒壁和花鍵套筒壁上設(shè)有油孔和油堵。 優(yōu)選地，在中間套筒內(nèi)側(cè)，摩擦襯套下方安裝有間隔襯套。 優(yōu)選地，在上控制套筒和運(yùn)行延長軸之間安裝有平衡活塞，平衡活塞和套筒之間 安裝有第三密封組。 優(yōu)選地，在花鍵套筒和花鍵軸之間安裝有第二密封組，在壓緊螺母和花鍵軸之間 安裝有第一密封組。 優(yōu)選地，所述的上控制套筒、中間套筒、下控制套筒和花鍵套筒之間的螺紋連接是 錐管螺紋連接。 本實(shí)用新型的有益效果是采用了機(jī)械結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔液壓油品質(zhì)變化不影響震擊效 果。內(nèi)腔不產(chǎn)生高壓，整體結(jié)構(gòu)剛度較低，柔性好，密封性能好，其實(shí)用壽命得到顯著提高； 可以在下井前調(diào)定上、下震擊噸位，井下操作時不再變化，保持恒定的震擊力；機(jī)械式隨鉆 震擊外筒連接螺紋均可以采用特殊錐管螺紋結(jié)構(gòu)，拆裝更方便；獨(dú)特的花鍵結(jié)構(gòu)，使震擊器 傳遞扭矩更為準(zhǔn)確，適合于鉆直井、斜井和定向井。

本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1為本全機(jī)械式隨鉆震擊器實(shí)施例的上部結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本全機(jī)械式隨鉆震擊器實(shí)施例的中部結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本全機(jī)械式隨鉆震擊器實(shí)施例的下部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 本實(shí)用新型全機(jī)械式隨鉆震擊器的具體實(shí)施例，如圖1、2、3所示，一種全機(jī)械式 隨鉆震擊器，包括上連接頭1、上控制套筒2、終端壓帽3、運(yùn)行延長軸4、平衡活塞5、第三密 封組6、油堵7、上調(diào)節(jié)套8、調(diào)節(jié)堵9、彈簧套筒組10、定位套11、中間套筒12、摩擦襯套13、 摩擦卡瓦14、卡瓦運(yùn)行軸15、間隔襯套16、下調(diào)節(jié)套17、下控制套筒18、芯部接頭19、鎖緊 螺母20、花鍵套筒21、第二密封組22、壓緊螺母23、花鍵軸24，第一密封組25等組成。 其中，花鍵軸24和運(yùn)行延長軸4通過芯部接頭19連接在一起，在運(yùn)行延長軸4和 花鍵軸24外套有由上至下依次通過螺紋固定連接的上控制套筒2、中間套筒12、下控制套 筒18和花鍵套筒21，在上控制套筒2頂部固定有上連接頭1，，芯部接頭19位于下控制套 筒18內(nèi)，在下控制套筒18內(nèi)芯部接頭19上方有一個向內(nèi)收縮的臺階，為了擊打方便，可以 在臺階處安裝擊打墊，在下控制套筒18內(nèi)芯部接頭19下方的花鍵軸24上安裝有鎖緊螺母 20，花鍵套筒21的頂端位于下控制套筒18內(nèi)并且直徑小于鎖緊螺母20直徑，為了擊打方 便，可以在花鍵套筒21的頂端處安裝擊打墊，在花鍵軸24外安裝有壓緊螺母23，壓緊螺母 23位于花鍵套筒21下方，花鍵軸24和花鍵套筒21之間通過花鍵配合傳遞扭矩；在中間套 筒12內(nèi)側(cè)安裝有摩擦襯套13，摩擦卡瓦14安裝在摩擦襯套13內(nèi)側(cè)，在摩擦襯套內(nèi)13表 面上有環(huán)形凹陷的凹齒，在摩擦卡瓦外表面上設(shè)有凸起的外齒，在鎖緊狀態(tài)時摩擦卡瓦14 的外齒與摩擦襯套13內(nèi)側(cè)接觸，摩擦卡瓦14內(nèi)側(cè)與運(yùn)行延長軸4接觸鎖緊，在解除鎖緊狀態(tài)下，摩擦卡瓦14的外齒位于摩擦襯套13的凹齒中，摩擦卡瓦14的內(nèi)側(cè)脫離運(yùn)行延長軸4 ;在上控制套筒2壁上安裝有鎖緊和調(diào)節(jié)上調(diào)節(jié)套8軸向位置的調(diào)節(jié)堵9，上調(diào)節(jié)套8安裝在運(yùn)行延長軸4外并位于摩擦卡瓦14上方，在下控制套筒18壁上安裝有鎖緊和調(diào)節(jié)下調(diào)節(jié)套17軸向位置的調(diào)節(jié)堵9，下調(diào)節(jié)套17安裝在運(yùn)行延長軸4外并位于摩擦卡瓦14下方，在摩擦卡瓦14與上調(diào)節(jié)套和8下調(diào)節(jié)套17之間分別安裝有彈簧套筒組10。為了方便各套管之間的連接拆卸，所述的上控制套筒、中間套筒、下控制套筒和花鍵套筒之間的螺紋連接是錐管螺紋連接 該隨鉆震擊器在使用時連接在鉆柱中中和點(diǎn)以上80到150米，在正常鉆井時，鉆井扭矩通過上連接頭1、上控制套筒2、中間套筒12、下控制套筒18、花鍵套筒21之間的螺紋連接將扭矩由上連接頭1傳遞至花鍵套筒21， 21花鍵套筒和24花鍵軸之間再通過花鍵傳遞扭矩，最后通過24花鍵軸下部柔性接頭的連接螺紋把鉆井扭矩傳遞到震擊器下部的鉆具中去。在本實(shí)施例中，為了系統(tǒng)裝置設(shè)置的合理和密封性能，還可以在運(yùn)行延長軸4上方安裝終端壓帽3，在卡瓦襯套13下方的中間套筒12和運(yùn)行延長軸4之間安裝間隔襯套16，為了方便加油，可以在上控制套筒2壁和花鍵套筒21壁上設(shè)有油孔和油堵7，在上控制套筒2和運(yùn)行延長軸4之間安裝有平衡活塞5，平衡活塞5和套筒之間安裝有第三密封組6，在花鍵套筒21和花鍵軸24之間安裝有第二密封組22，在壓緊螺母20和花鍵軸24之間安裝有第一密封組25。 該高性能全機(jī)械式隨鉆震擊器震擊動作通過如下方式實(shí)現(xiàn)如圖1所示震擊器在隨鉆過程中處于鎖緊位置。鎖緊是靠以下方式實(shí)施的，摩擦卡瓦14與卡瓦運(yùn)行軸15通過代考克結(jié)構(gòu)(鎖緊)的齒部結(jié)構(gòu)連接在一起，摩擦卡瓦14兩端靠彈簧套筒組10固定，兩端彈簧套筒組10分別由可調(diào)節(jié)予緊力的上調(diào)節(jié)套8、下調(diào)節(jié)套17固定，上調(diào)節(jié)套8、下調(diào)節(jié)套17分別由上控制套筒2、下控制套筒18中的調(diào)節(jié)堵9調(diào)節(jié)并鎖死。從而通過卡瓦運(yùn)行軸15、芯部接頭19與花鍵軸24的螺紋連接并鎖死花鍵軸24的軸向運(yùn)動，在正常鉆井時外筒可通過花鍵軸24傳遞扭矩而不能做軸向運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)鎖緊功能。上擊功能是通過以下步驟實(shí)施的，當(dāng)震擊器下部鉆柱受阻需要上擊時，使震擊器處于鎖緊位置(如上所述)，上提鉆柱，即上提上接頭1、上控制套筒2、中間套筒12、下控制套筒18、花鍵套筒21，受下面一組彈簧套筒10組作用，迫使鉆柱儲能，延時。當(dāng)下行，達(dá)到預(yù)定噸位后，解除鎖緊狀態(tài)，摩擦卡瓦14外齒彈入摩擦襯套13內(nèi)齒內(nèi)，卡瓦運(yùn)行軸15解脫滑出，花鍵套筒21上的上擊墊打在與花鍵軸24連接的鎖緊螺母20的下端面上，產(chǎn)生上擊。下放鉆柱，使摩擦卡瓦14回位(即摩擦卡瓦14彈出摩擦襯套13并與卡瓦運(yùn)行軸15考克死(即鎖死)。重復(fù)上述過程，可使本震級器再次上擊。從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)上擊。下?lián)艄δ苁峭ㄟ^以下步驟實(shí)施的，在起鉆過程中震擊器下部鉆柱受阻需要下?lián)魰r，使震擊器處于鎖緊位置(如上所述)，下放鉆柱，受鉆柱壓力，受上面一組彈簧套筒組10作用，迫使鉆柱儲能，延時，當(dāng)摩擦卡瓦14上行達(dá)到預(yù)定噸位后，解除鎖緊狀態(tài)，摩擦卡瓦14外齒彈入摩擦襯套13內(nèi)齒內(nèi)，卡瓦運(yùn)行軸15解脫滑出，下控制套筒18內(nèi)端面打在芯部接頭19上面的下?lián)魤|上，產(chǎn)生下?lián)?，上提鉆柱，使摩擦卡瓦14回位(即摩擦卡瓦14彈出摩擦襯套13并與卡瓦運(yùn)行軸15考克死(即鎖死)。重復(fù)上述過程，可使本震級器再次下?lián)?。從而?shí)現(xiàn)連續(xù)下?lián)簟?該高性能全機(jī)械式隨鉆震擊器上、下?lián)翩i緊力調(diào)節(jié)動作通過如下方式實(shí)現(xiàn)如圖1所示震擊器在隨鉆過程中處于鎖緊位置，震擊器上、下?lián)翩i緊力調(diào)節(jié)動作在井上才能完成，井下操作時不可調(diào)節(jié)。震擊器上擊鎖緊力調(diào)節(jié)動作，卸下下控制套筒18上的調(diào)節(jié)堵 9 (大、小堵)，用專用調(diào)節(jié)工具向左或右撥動下調(diào)節(jié)套17內(nèi)的調(diào)節(jié)小孔(為了方便調(diào)節(jié)，可 以在下調(diào)節(jié)套17園周上設(shè)有均勻分布的若干個調(diào)節(jié)孔和調(diào)節(jié)槽)，每調(diào)節(jié)一個調(diào)節(jié)槽，將 增加或減小彈簧套筒組10的預(yù)緊位置，上擊鎖緊力將增加或減小一定的噸位。震擊器下?lián)?鎖緊力調(diào)節(jié)動作，卸下上控制套筒2上的調(diào)節(jié)堵9(大、小堵)，用專用調(diào)節(jié)工具向左或右撥 動上調(diào)節(jié)套8內(nèi)的調(diào)節(jié)小孔(為了方便調(diào)節(jié)，可以在上調(diào)節(jié)套8園周上有均勻分布的若干 個調(diào)節(jié)孔和調(diào)節(jié)槽)，每調(diào)節(jié)一個調(diào)節(jié)槽，將增加或減小彈簧套筒組10的預(yù)緊位置，下?lián)翩i 緊力將增加或減小一定的噸位。 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。 本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于包括運(yùn)行延長軸，安裝在運(yùn)行延長軸下部的花鍵軸，在運(yùn)行延長軸和花鍵軸外套有由上至下依次通過螺紋固定連接的上控制套筒、中間套筒、下控制套筒和花鍵套筒，在上控制套筒頂部固定有上連接頭，花鍵軸和運(yùn)行延長軸通過芯部接頭連接在一起，芯部接頭位于下控制套筒內(nèi)，在下控制套筒內(nèi)芯部接頭上方有一個向內(nèi)收縮的臺階，在下控制套筒內(nèi)芯部接頭下方的花鍵軸上安裝有鎖緊螺母，花鍵套筒的頂端位于下控制套筒內(nèi)并且直徑小于鎖緊螺母直徑，在花鍵軸外安裝有壓緊螺母，壓緊螺母位于花鍵套筒下方，花鍵軸和花鍵套筒之間通過花鍵配合；在中間套筒內(nèi)側(cè)安裝有摩擦襯套，摩擦卡瓦安裝在摩擦襯套內(nèi)側(cè)，在摩擦襯套內(nèi)表面上有環(huán)形凹陷的凹齒，在摩擦卡瓦外表面上設(shè)有凸起的外齒，在鎖緊狀態(tài)時摩擦卡瓦的外齒與摩擦襯套壁接觸，摩擦卡瓦與固定在運(yùn)行延長軸上的卡瓦運(yùn)行軸接觸鎖緊，在解除鎖緊狀態(tài)下，摩擦卡瓦的外齒位于摩擦襯套的凹齒中，摩擦卡瓦脫離固定在運(yùn)行延長軸上的卡瓦運(yùn)行軸；在上控制套筒壁上安裝有鎖緊和調(diào)節(jié)上調(diào)節(jié)套軸向位置的調(diào)節(jié)堵，上調(diào)節(jié)套安裝在運(yùn)行延長軸外并位于摩擦卡瓦上方，在下控制套筒壁上安裝有鎖緊和調(diào)節(jié)下調(diào)節(jié)套軸向位置的調(diào)節(jié)堵，下調(diào)節(jié)套安裝在運(yùn)行延長軸外并位于摩擦卡瓦下方，在摩擦卡瓦與上調(diào)節(jié)套和下調(diào)節(jié)套之間分別安裝有彈簧套筒組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于，在上控制套筒壁和花鍵 套筒壁上設(shè)有油孔和油堵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于，在中間套筒內(nèi)側(cè)，摩擦襯 套下方安裝有間隔襯套。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于，在上控制套筒和運(yùn)行延 長軸之間安裝有平衡活塞，平衡活塞和套筒之間安裝有第三密封組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于，在花鍵套筒和花鍵軸之 間安裝有第二密封組，在壓緊螺母和花鍵軸之間安裝有第一密封組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全機(jī)械式隨鉆震擊器，其特征在于，所述的上控制套筒、中間 套筒、下控制套筒和花鍵套筒之間的螺紋連接是錐管螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全機(jī)械式隨鉆震擊器，包括運(yùn)行延長軸，安裝在運(yùn)行延長軸下部的花鍵軸，在運(yùn)行延長軸和花鍵軸外套有由上至下依次通過螺紋固定連接的上控制套筒、中間套筒、下控制套筒和花鍵套筒以及安裝在內(nèi)部的摩擦襯套、摩擦卡瓦上、下調(diào)節(jié)套，彈簧套筒組等組件。本實(shí)用新型采用了機(jī)械結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔液壓油品質(zhì)變化不影響震擊效果。內(nèi)腔不產(chǎn)生高壓，整體結(jié)構(gòu)剛度較低，柔性好，密封性能好，其實(shí)用壽命得到顯著提高；可以在下井前調(diào)定上、下震擊噸位，井下操作時不再變化，保持恒定的震擊力；機(jī)械式隨鉆震擊外筒連接螺紋均可以采用特殊錐管螺紋結(jié)構(gòu)，拆裝更方便；獨(dú)特的花鍵結(jié)構(gòu)，使震擊器傳遞扭矩更為準(zhǔn)確，使它更適合于鉆斜井。
文檔編號E21B31/107GK201535143SQ20092030931
公開日2010年7月28日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者梅宗斌, 梅宗清 申請人:瀘州川油鉆采工具有限公司