一種高適應(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于油田鉆井震擊設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高適應(yīng)性應(yīng)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(jì)量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計(jì)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(shè)有花鍵套，所述花鍵套上設(shè)置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設(shè)置有平衡活塞；本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，通過采用高適應(yīng)性應(yīng)用范圍、分散應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)可使該型隨鉆震擊器回位后可向上或向下兩個(gè)方向(雙向)產(chǎn)生由軸式計(jì)量閥帶來液壓延時(shí)驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)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(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于油田鉆井震擊設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高適應(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代石油勘探、開發(fā)中鉆井是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過鉆井可分析油層在地下層數(shù)、深度、厚度，并查清油層的地理性質(zhì)，但在實(shí)際鉆井過程中，由于地質(zhì)復(fù)雜、突發(fā)事件的不可預(yù)知、鉆進(jìn)工藝的合理與否，都會(huì)直接影響整個(gè)鉆井過程。其中，鉆進(jìn)過程中鉆柱遇卡是出現(xiàn)率高、也較為危險(xiǎn)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(shí)利用震擊力對(duì)遇卡段進(jìn)行解卡。
[0003]現(xiàn)有的隨鉆震擊器中以全機(jī)械型隨鉆震擊器、機(jī)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(jī)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(jī)械/液壓式隨鉆震擊器(單向液壓)下?lián)袅]有通過液壓驅(qū)動(dòng)，存在下?lián)袅Σ粔虼蟮膯栴}；以往的雙向全液壓隨鉆震擊器較長(zhǎng)，為9米以上，在震擊器外筒部分設(shè)計(jì)有多個(gè)連接體(短外筒兩端公螺紋結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)，這樣在連接體兩端公螺紋根部易造成應(yīng)力集中，過早產(chǎn)生疲勞斷裂現(xiàn)象。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過去掉傳統(tǒng)連接體結(jié)構(gòu)，改善應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止隨鉆震擊器在正常鉆井中由于應(yīng)力集中而斷裂，震擊力大，操作簡(jiǎn)單，高抗疲勞、高適應(yīng)性，用途廣泛，使用壽命長(zhǎng)的高適應(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高適應(yīng)性應(yīng)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(jì)量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計(jì)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(shè)有花鍵套，所述花鍵套上設(shè)置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設(shè)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(jié)構(gòu)，所述壓力體采用雙母螺紋結(jié)構(gòu)。
[0006]進(jìn)一步，所述花鍵軸與芯部接頭之間設(shè)置有鎖緊螺母。
[0007]進(jìn)一步，所述軸式下計(jì)量閥上安裝有固定螺母、濾芯、以及阻尼機(jī)構(gòu)，所述固定螺母的下方依次連接有所述濾芯和阻尼機(jī)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步，所述上芯軸和下芯軸的活塞密封面上均設(shè)有防塵圈。
[0009]本實(shí)用新型所述的一種高適應(yīng)性應(yīng)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(jì)量閥、壓力體、下芯軸、軸式下計(jì)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(shè)有花鍵套，所述花鍵套上設(shè)置有注油裝置，所述芯軸與上芯軸之間設(shè)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(jié)構(gòu)，所述壓力體采用雙母螺紋結(jié)構(gòu);本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，通過采用高適應(yīng)性應(yīng)用范圍、分散應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)可使該型隨鉆震擊器回位后可向上或向下兩個(gè)方向(雙向)產(chǎn)生由軸式計(jì)量閥帶來液壓延時(shí)驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)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(diǎn)附近由于承受一定的臨界彎曲應(yīng)力而發(fā)生過早的疲勞斷裂現(xiàn)象。另外，該震擊器具有震擊力大，操作簡(jiǎn)單，高抗疲勞、高適應(yīng)性，用途廣泛，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，易于推廣和使用。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型中平衡活塞的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型中軸式下計(jì)量閥的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型中花鍵軸與芯部接頭之間的鎖緊螺母的放大結(jié)構(gòu)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(jì)量閥；9、壓力體；1、下芯軸；11、軸式下計(jì)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(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的【實(shí)用新型內(nèi)容】、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高適應(yīng)性應(yīng)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(jì)量閥8、壓力體9、下芯軸10、軸式下計(jì)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(shè)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(shè)置有注油裝置17，通過該注油裝置17可向震擊器內(nèi)注入潤(rùn)滑油，以提高其潤(rùn)滑效果；所述芯軸4與上芯軸5之間設(shè)置有平衡活塞18，在本實(shí)施例中，通過該平衡活塞18使震擊器在正常鉆進(jìn)過程中更有利于配合內(nèi)、外壓力平衡，在啟動(dòng)該隨鉆震擊器工作時(shí)平衡負(fù)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(jié)構(gòu)，所述壓力體9采用雙母螺紋結(jié)構(gòu)，這樣與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，沒有采用連接體(短外筒兩端公螺紋結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外筒，由于連接體兩端公螺紋根部易造成應(yīng)力集中，從而可以避免使隨鉆震擊器過早產(chǎn)生疲勞斷裂現(xiàn)象。
[0017]具體的，所述花鍵軸I與芯部接頭3之間設(shè)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(zhuǎn)扭矩卸扣。
[0018]具體的，所述軸式下計(jì)量閥11上安裝有固定螺母20、濾芯21、以及阻尼機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)22;這樣用于增強(qiáng)軸式計(jì)量閥密封性能，降低上、下缸體端面加工精度保證軸式計(jì)量閥工作效果。其中，上述濾芯21為特殊結(jié)構(gòu)濾芯，震擊器在延時(shí)工作過程中，軸式計(jì)量閥的特殊結(jié)構(gòu)濾芯可充分過濾通過軸式計(jì)量閥阻尼器的液壓油，保證阻尼器正常工作，當(dāng)震擊器回程過程中，軸式計(jì)量閥的特殊結(jié)構(gòu)濾芯被液流沖擊推出軸式計(jì)量閥工作腔，將特殊結(jié)構(gòu)濾芯阻擋污物排出軸式計(jì)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(dá)到初步過濾的作用，排除較大污物。另外，阻尼機(jī)構(gòu)22為液壓阻尼機(jī)構(gòu)，用于控制上、下震擊運(yùn)動(dòng)的液壓延時(shí)。
[0019]具體的，所述上芯軸5和下芯軸10的活塞密封面上均設(shè)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(shí)用新型當(dāng)需要震擊解卡時(shí)，必須緩慢下放鉆柱到說明書指定上擊行程時(shí)并在井口做好標(biāo)記，再進(jìn)行震擊操作。上提力或下壓力達(dá)到釋放力值時(shí)，上、下芯軸的同時(shí)向上或向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉換向結(jié)構(gòu)，使工作腔密閉壓力升高，迫使計(jì)量閥阻尼結(jié)構(gòu)工作，產(chǎn)生液壓延時(shí)、儲(chǔ)能。液壓延時(shí)完成后，震擊器內(nèi)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(jìn)。
[0021 ]其中，由上芯軸與上閥體，下芯軸與下閥體分別同一個(gè)液缸內(nèi)形成兩個(gè)工作液壓腔，上、下兩個(gè)軸式計(jì)量閥分別為控制上、下震擊的液壓延時(shí)儲(chǔ)能腔體。
[0022]當(dāng)該隨鉆震擊器下部鉆柱出現(xiàn)遇卡情況時(shí)，需上擊作業(yè)時(shí)，必須先緩慢下放鉆柱到說明書指定上擊行程時(shí)并在井口做好標(biāo)記，再進(jìn)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(shí)，花鍵軸繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，使上芯軸工作面與軸式上計(jì)量閥接觸，軸式上計(jì)量閥單向閥機(jī)構(gòu)關(guān)閉，同時(shí)上芯軸工作面與軸式上計(jì)量閥及上閥體形成的密閉液腔，在上提力作用下液腔內(nèi)部液體壓力升高，液流只能通過軸式上計(jì)量閥阻尼機(jī)構(gòu)泄流，震擊器進(jìn)入液壓延時(shí)、儲(chǔ)能階段;下芯軸工作面與軸式下計(jì)量閥不接觸，軸式下計(jì)量閥單向閥機(jī)構(gòu)開啟，下芯軸工作面與軸式下計(jì)量閥形成環(huán)形過流面，液流順利流過；當(dāng)花鍵軸繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)至上芯軸脫離軸式上計(jì)量閥，此時(shí)上芯軸工作面與軸式上計(jì)量閥的形成環(huán)形過流面泄流，液流順利通過，液腔內(nèi)壓力瞬間釋放，液壓缸的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為花鍵軸的動(dòng)能，產(chǎn)生瞬間加速度，使芯部接頭撞到花鍵體而產(chǎn)生強(qiáng)大的震擊力，完成上擊動(dòng)作。重復(fù)上述動(dòng)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(jìn)。
[0024]當(dāng)該隨鉆震擊器下部鉆柱出現(xiàn)遇卡情況時(shí)，需下?lián)糇鳂I(yè)時(shí)，下放震擊器花鍵軸，當(dāng)下放力增大到額定下?lián)翎尫帕r(shí)?；ㄦI軸繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，使上芯軸工作面與軸式上計(jì)量閥不接觸，軸式上計(jì)量閥單向閥機(jī)構(gòu)開啟，上芯軸工作面與軸式上計(jì)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(jì)量閥接觸，使軸式下計(jì)量閥單向閥機(jī)構(gòu)關(guān)閉，同時(shí)下芯軸工作面與軸式下計(jì)量閥及下閥體形成的密閉液腔，在下放力作用下液腔內(nèi)部液體壓力升高，液流只能通過軸式下計(jì)量閥阻尼機(jī)構(gòu)泄流，震擊器進(jìn)入液壓延時(shí)、儲(chǔ)能階段。當(dāng)花鍵軸繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至下芯軸工作面脫離軸式下計(jì)量閥體，此時(shí)下芯軸工作面與軸式下計(jì)量閥形成環(huán)形過流面泄流，液流順利通過，液腔內(nèi)壓力瞬間降低，液壓缸的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為花鍵軸的動(dòng)能，產(chǎn)生瞬間加速度，使芯部接頭下端面撞到震擊體產(chǎn)生強(qiáng)大的震擊力，完成下?lián)魟?dòng)作。如需再次下?lián)?，必須緩慢上提鉆柱到使用說明書中該型隨鉆震擊器的下?lián)粜谐涛恢茫⒃诰谧龊脴?biāo)記，再次重復(fù)上述動(dòng)作，可連續(xù)下?lián)?，直至解卡?br>[0025]下?lián)艚饪ê笸瓿珊?，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(jìn)。
[0026]另外，在鉆柱正常工作過程中，本發(fā)明的高適應(yīng)性應(yīng)用范圍、分散應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)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(diǎn)附近由于承受一定的臨界彎曲應(yīng)力而發(fā)生過早的疲勞斷裂。同時(shí)，本實(shí)用新型采用單液缸、單活塞結(jié)構(gòu)。上、下兩個(gè)軸式計(jì)量閥分別控制上、下兩個(gè)方向震擊的液壓延時(shí)儲(chǔ)能。當(dāng)鉆柱遇卡時(shí)，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(chǎn)生向上或向下兩個(gè)方向的震擊力，對(duì)遇卡鉆柱進(jìn)行解卡。其中，雙向液壓隨鉆震擊器下井時(shí)，在鉆柱中接上該型隨鉆震擊器后方可卸掉花鍵軸保護(hù)器，防止該型隨鉆震擊器在鉆臺(tái)上誤震擊;其特點(diǎn)在于井上操作方便;高適應(yīng)性應(yīng)力分散的結(jié)構(gòu)有效降低應(yīng)力集中現(xiàn)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(shè)計(jì)的進(jìn)口密封(組)件，震擊器使用壽命長(zhǎng)，且軸式計(jì)量閥工作可靠，依靠軸式計(jì)量閥的工作使該型隨鉆震擊器產(chǎn)生強(qiáng)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(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器通過采用高適應(yīng)性應(yīng)用范圍、分散應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)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(diǎn)附近由于承受一定的臨界彎曲應(yīng)力而發(fā)生過早的疲勞斷裂現(xiàn)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(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高適應(yīng)性應(yīng)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(jì)量閥(8)、壓力體(9)、下芯軸(10)、軸式下計(jì)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(shè)有花鍵套(16)，所述花鍵套(16)上設(shè)置有注油裝置(17)，所述芯軸(4)與上芯軸(5)之間設(shè)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(jié)構(gòu)，所述壓力體(9)采用雙母螺紋結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的一種高適應(yīng)性應(yīng)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(shè)置有鎖緊螺母(19)。3.如權(quán)利要求1所述的一種高適應(yīng)性應(yīng)力分散型雙向液壓隨鉆震擊器，其特征在于，所述軸式下計(jì)量閥(11)上安裝有固定螺母(20)、濾芯(21)、以及阻尼機(jī)構(gòu)(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(jī)構(gòu)(22)。4.如權(quán)利要求1所述的一種高適應(yīng)性應(yīng)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(shè)有防塵圈。
【文檔編號(hào)】E21B31/113GK205689156SQ201620600492
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日 公開號(hào)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(qǐng)人】牡丹江鑫北方石油鉆具有限責(zé)任公司