本實用新型涉及油田開發(fā)解卡工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器。

背景技術(shù)：

在油氣井進(jìn)行井下作業(yè)時，鋼絲作業(yè)是一項操作簡便、施工成本低的作業(yè)方式，鋼絲作業(yè)可以獨(dú)立完成各項井下作業(yè)，如投撈堵塞器、探井底砂面或撈井底砂樣、開關(guān)滑套、投撈偏心堵塞器、氣舉閥、化學(xué)閥、投撈井下安全閥和投撈井下節(jié)流器等作業(yè)。當(dāng)進(jìn)行鋼絲作業(yè)時，通過上提或下放鋼絲作業(yè)工具能把井下工具投入或撈出到指定的位置。

在日常的鋼絲井下作業(yè)中，由于受鋼絲本身拉伸載荷的限制，當(dāng)鋼絲拉力超過允許荷載的極限值后，由于擔(dān)心鋼絲被拉斷，不敢繼續(xù)進(jìn)行上提作業(yè)，需要在小載荷狀態(tài)下反復(fù)試?yán)?，直至工具撈出。?dāng)工具卡在井底，其解卡載荷大于鋼絲作業(yè)載荷時，工具就無法取出，強(qiáng)行上提時甚至造成鋼絲斷裂，需要進(jìn)行事故處理。因此需要開發(fā)一種用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器，以提供遠(yuǎn)大于鋼絲允許載荷的震擊力，在保證鋼絲安全的情況下實現(xiàn)工具解卡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種解決鋼絲作業(yè)時由于鋼絲拉力不足導(dǎo)致井下工具無法取出問題的用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器。

為此，本實用新型技術(shù)方案如下：

一種用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器，包括：

本體，其為一中空圓柱體結(jié)構(gòu)，本體頂端開設(shè)有與震擊錘外徑相適應(yīng)的通孔、 內(nèi)壁自上而下依次加工有第一環(huán)形凸臺和第二環(huán)形凸臺；

連接短節(jié)，其連接固定在本體底端；自連接短節(jié)頂面沿軸向開設(shè)有一內(nèi)徑與芯軸外徑相適應(yīng)的盲孔；

震擊錘和芯軸，震擊錘和芯軸自上而下依次連接并設(shè)置在本體內(nèi)；震擊錘底端壓配在第一環(huán)形凸臺的上端面上、頂端自本體頂端的通孔伸出；芯軸下側(cè)外壁向內(nèi)凹陷并形成有第一環(huán)形臺階，芯軸位于連接短節(jié)的盲孔內(nèi)；

聯(lián)動機(jī)構(gòu)，聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括自上而下依次套裝在芯軸側(cè)壁上的彈簧、壓縮環(huán)和爪套；其中，壓縮環(huán)頂端外壁上加工有一環(huán)形凸緣，壓縮環(huán)頂端抵在芯軸的第一環(huán)形臺階的下端面上，環(huán)形凸緣下端面壓配在本體的第二環(huán)形凸臺的上端面上，彈簧設(shè)置在本體的第一環(huán)形凸臺與壓縮環(huán)之間；爪套包括爪套本體和在其內(nèi)壁和外壁上分別設(shè)置的多條等間隔距離且相互平行的內(nèi)環(huán)形凸臺和外環(huán)形凸臺，多條內(nèi)環(huán)形凸臺與芯軸外壁對應(yīng)位置上開設(shè)的多條第一環(huán)形凹槽相互嚙合；自爪套本體上端面和下端面分別開設(shè)有多條沿圓周方向均勻分布且間隔交錯設(shè)置的軸向割縫，使爪套本體上端和下端均形成有多個爪瓣；

和釋放套，其設(shè)置在連接短節(jié)上、頂端抵在第二環(huán)形凸臺的下端面上；爪套設(shè)置在釋放套的中心通孔內(nèi)，且爪套多條外環(huán)形凸臺之間的凹陷處與釋放套的內(nèi)壁上加工的多條第二環(huán)形凹槽位置一一對應(yīng)且尺寸相適應(yīng)，使爪套多條外環(huán)形凸臺的側(cè)壁與釋放套7的內(nèi)壁壁面相接觸，且發(fā)生相對移動時能夠與第二環(huán)形凹槽相互嚙合。

優(yōu)選，震擊錘和芯軸螺紋連接，且在螺紋連接處通過沿震擊錘圓周方向設(shè)置的多個緊固螺絲使震擊錘和芯軸加固連接。

優(yōu)選，在震擊錘頂端設(shè)有用于與加重桿連接的連接外螺紋。

優(yōu)選，在連接短節(jié)側(cè)壁上沿圓周方向開設(shè)有多個與盲孔底部連通的排氣孔。在設(shè)有排氣孔的連接短節(jié)內(nèi)壁上沿徑向凹陷形成有用于下行氣體排放的第三環(huán)形凹槽，減小芯軸的下行阻力。

優(yōu)選，震擊錘頂端自本體頂端的通孔伸出并與本體通孔內(nèi)壁之間形成密封。本體與連接短節(jié)螺紋連接并形成密封；芯軸下部插裝在連接短節(jié)盲孔內(nèi)并與盲孔內(nèi)壁形成密封。

優(yōu)選，自連接短節(jié)底面沿軸向開設(shè)有一盲孔，盲孔內(nèi)壁上設(shè)有用于連接下方工具的連接內(nèi)螺紋。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，使用維修方便，能與多種井下工具連接，井下鋼絲作業(yè)中，當(dāng)作業(yè)工具上提遇阻時，啟動震擊器，實現(xiàn)震擊解卡。

附圖說明

圖1為本實用新型的用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的本體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的芯軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的爪套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明，但下述實施例絕非對本實用新型有任何限制。

如圖1所示，該用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器包括依次螺紋連接的本體2和連接短節(jié)8；本體2內(nèi)設(shè)置有自上而下依次螺紋連接的震擊錘1和芯軸3，芯軸3上設(shè)置有聯(lián)動機(jī)構(gòu)及釋放套7；其中：

如圖2所示，本體2為一中空圓柱體結(jié)構(gòu)，本體2頂端開設(shè)有與震擊錘1的震擊臂外徑相適應(yīng)的通孔201，其內(nèi)壁自上而下依次加工有第一環(huán)形凸臺202和第二環(huán)形凸臺203；

連接短節(jié)8螺紋連接在本體2底端，且本體2與連接短節(jié)8端部通過設(shè)置的 一道O形密封圈形成密封；自連接短節(jié)8頂面沿軸向開設(shè)有一內(nèi)徑與芯軸3外徑相適應(yīng)的盲孔；在連接短節(jié)8側(cè)壁上沿圓周方向開設(shè)有4～6個與盲孔底部連通的排氣孔801；在與排氣孔801連通處的連接短節(jié)8內(nèi)壁上沿徑向向外側(cè)凹陷形成有用于下行氣體排放的第三環(huán)形凹槽802；自連接短節(jié)8底面沿軸向開設(shè)有一盲孔，盲孔內(nèi)壁上設(shè)有用于連接下方工具的連接內(nèi)螺紋，下方鏈接工具如撈堵塞器、開關(guān)滑套、氣舉閥、化學(xué)閥、井下安全閥和節(jié)流器等；

震擊錘1包括豎直設(shè)置的震擊臂和一體連接在震擊臂底端的螺紋連接套筒；螺紋連接套筒外徑與本體2的內(nèi)徑相適應(yīng)，且大于震擊臂的外徑；震擊錘1底端壓配在本體2的第一環(huán)形凸臺202的上端面上、頂端自本體2頂端的通孔201伸出；震擊錘1的震擊臂與本體2頂端通孔201內(nèi)壁之間通過設(shè)置有O形密封圈形成密封；在震擊錘1的震擊臂頂端設(shè)置有用于連接加重桿的外螺紋；

如圖3所示，芯軸3為一圓柱形長桿，其下側(cè)外壁向內(nèi)凹陷并形成有第一環(huán)形臺階301，芯軸3的上側(cè)外徑大于下側(cè)外徑，芯軸3上端與震擊錘1連接、位于連接短節(jié)8的盲孔內(nèi)，并通過一道O形密封圈使芯軸3側(cè)壁與盲孔內(nèi)壁之間形成密封；此時，芯軸3底端與連接短節(jié)8的第三環(huán)形凹槽802之間留有一段距離；芯軸3頂端側(cè)壁上設(shè)有連接外螺紋，芯軸3外徑與螺紋連接套筒內(nèi)徑相適應(yīng)，并通過螺紋連接固定，同時，通過在螺紋連接處且沿震擊錘1圓周方向設(shè)置的多個緊固螺絲10使震擊錘1和芯軸3支架加固連接，防止在震擊錘1的反復(fù)震動過程中，與芯軸3的螺紋連接處發(fā)生松動；

如圖5所示，聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括自上而下依次套裝在芯軸3側(cè)壁上的彈簧4、壓縮環(huán)5和爪套6；具體地：

壓縮環(huán)5頂端外壁上加工有一環(huán)形凸緣，壓縮環(huán)5頂端抵在芯軸3的第一環(huán)形臺階301的下端面上、而環(huán)形凸緣下端面壓配在本體2的第二環(huán)形凸臺203的上端面上；

彈簧4設(shè)置在本體2的第一環(huán)形凸臺202與壓縮環(huán)5之間，其頂端和底端分 別抵在第一環(huán)形凸臺202的下端面上和壓縮環(huán)5的上端面上；

如圖4所示，爪套6包括爪套本體，爪套本體的內(nèi)壁和外壁上分別設(shè)置的多條等間隔距離且相互平行的內(nèi)環(huán)形凸臺602和外環(huán)形凸臺603，內(nèi)環(huán)形凸臺602和外環(huán)形凸臺603位置一一對應(yīng)；其中，芯軸3外壁上開設(shè)的多條第一環(huán)形凹槽302，第一環(huán)形凹槽302與內(nèi)環(huán)形凸臺602的數(shù)量一致且尺寸相適應(yīng)，使該機(jī)械震擊器初始狀態(tài)下，多條第一環(huán)形凹槽302與多條內(nèi)環(huán)形凸臺602之間相互嚙合；自爪套6本體上端面和下端面分別開設(shè)有多條沿圓周方向均勻分布且間隔交錯設(shè)置的軸向割縫，使爪套6本體上端和下端均形成有多個受力后可以張開的爪瓣601，其中，割縫的深度為爪套6本體高度的9/10；

釋放套7設(shè)置在連接短節(jié)8上，其頂端抵在第二環(huán)形凸臺203的下端面上；自釋放套7頂面開設(shè)有一內(nèi)徑與爪套6外徑相適應(yīng)的盲孔，在盲孔底部開設(shè)有一與芯軸3外徑相適應(yīng)的通孔，使釋放套7套裝在爪套6外側(cè)；釋放套7內(nèi)壁上開設(shè)有多條第二環(huán)形凹槽701，第二環(huán)形凹槽701與多條外環(huán)形凸臺603之間的凹陷處一一對應(yīng)且尺寸相適應(yīng)，使初始狀態(tài)下，爪套6的多條外環(huán)形凸臺603側(cè)壁與釋放套7的內(nèi)壁壁面相接觸，而當(dāng)爪套6上提時外環(huán)形凸臺603能夠與第二環(huán)形凹槽701相互嚙合，同時爪套6內(nèi)環(huán)形凸臺602與芯軸3側(cè)壁上的第一環(huán)形凹槽302脫開。

在用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器中，震擊錘1用于完成震擊動作，芯軸3用于帶動聯(lián)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動上行，彈簧為震擊器的儲能機(jī)構(gòu)使鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器儲備能量，爪套6與釋放套7組成連鎖機(jī)構(gòu)實現(xiàn)能量的積累與釋放；連接短節(jié)8用于排出芯軸3和聯(lián)動機(jī)構(gòu)在往復(fù)運(yùn)動過程中產(chǎn)生的氣體，減小芯軸3的下行阻力。

該用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的工作原理：

當(dāng)進(jìn)行鋼絲作業(yè)時，震擊錘1的上部連接加重桿，在加重桿上部連接鋼絲繩繩帽，震擊器的下部短節(jié)8連接其它工具如堵塞器、開關(guān)滑套、氣舉閥、化學(xué)閥等；

當(dāng)井下情況復(fù)雜導(dǎo)致下部工具遇阻時，上提鋼絲，使工具解卡，如工具不能解卡，繼續(xù)增加鋼絲上提力，當(dāng)鋼絲拉力快要達(dá)到預(yù)先設(shè)定的工作拉力時仍舊不能解卡時，此時準(zhǔn)備啟動鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器。首先，通過井口連接在震擊錘1上部的鋼絲上提，震擊錘1帶動芯軸3上行，此時芯軸3側(cè)壁上的多條第一環(huán)形凹槽302與爪套6內(nèi)壁上的多條內(nèi)環(huán)形凸臺602相互嚙合并帶動壓縮環(huán)一起上行；上行一段距離后，即當(dāng)鋼絲拉力達(dá)到機(jī)械震擊器工作載荷時，彈簧4受到壓縮產(chǎn)生回彈力并作用在壓縮環(huán)5和爪套6上，爪套6的瓣爪601在反作用力下打開，芯軸3的第一環(huán)形凹槽302與爪套6內(nèi)壁上的內(nèi)環(huán)形凸臺602脫開，同時，爪套6外壁上的外環(huán)形凸臺603與釋放套7的環(huán)形凹槽嚙合，鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器的聯(lián)動機(jī)構(gòu)即刻脫開，震擊錘1快速上行，震擊錘1的螺紋連接套筒的上端面快速撞擊本體2頂面的下端面上，給井下工具一個相當(dāng)大的上擊力，使工具解卡。當(dāng)一次震擊不能解卡時，釋放鋼絲拉力，在加重桿的作用下芯軸3下行，彈簧4和壓縮環(huán)5復(fù)位，芯軸3與爪套6復(fù)位再次相互嚙合，爪套6外環(huán)形凸臺603重新與釋放套7內(nèi)壁壁面接觸，該用于鋼絲作業(yè)的機(jī)械震擊器恢復(fù)至初始狀態(tài)；

重復(fù)上述解卡動作，通過反復(fù)震擊實現(xiàn)井下工具解卡。