一种连续油管液压双向震击器.pdf

本发明涉及油气田连续油管作业及修井技术领域，特别涉及一种连续油管液压双向震击器，包括上接头、上缸套、O型密封圈、密封圈背圈、密封圈、防砂挡环、冲击管螺母、液压油、冲击管、O型密封圈挡圈、上活塞、中间接头、下活塞、防砂挡环、锁紧螺母、下缸套、花键下接头、花键套。在连续油管钻磨作业中，由于地质构造复杂、技术措施不当以及泥浆、管柱、井眼等各种原因，常常发生钻具被卡（也就是卡钻）的事故。当钻具遇卡时，可以通过震击器给卡点处向上或向下以强烈的震击力，使卡点松动，从而达到迅速解卡的目的。震击器也可以广泛应用到连续油管打捞等修井作业中，使打捞作业更加可靠、快速。

权利要求书
1.  一种连续油管液压双向震击器，包括由依次螺纹连接的上接头、上缸套、中间接头、下缸套、尾套构成的外套部分，和，由依次螺纹连接的冲击管螺母、冲击管、下接头构成的心轴部分，心轴部分与外套部分的内腔滑动连接，其特征在于：所述的冲击管为中部管径大于两端管径的平滑过渡的变径管，其外部环空充满液压油；所述上缸套的下端、下缸套的上端均为外螺纹，中间接头的两端均为内螺纹，中间接头的内径具有凸环，该凸环与冲击管之间的环空是油道，上缸套的下端与凸环之间形成容纳上活塞的空间，凸环与下缸套的上端之间形成容纳下活塞的空间，上活塞和下活塞均滑动套设于冲击管外圆，且上活塞与下活塞的内径接近冲击管的最大管径；上活塞的上端与上缸套的下端均为相互匹配的锥面，上活塞的锥面上开设流道槽，上活塞的外圆和下端面均开设便于液压油通过的铣槽，下活塞的下端与下缸套的上端均为相互匹配的锥面，下活塞的锥面上开设流道槽，下活塞的外圆和上端面均开设便于液压油通过的铣槽。

2.  根据权利要求1所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述上接头与上缸套的螺纹连接处设置Ⅰ号O型圈密封圈，上缸套与中间接头的螺纹连接处设置Ⅰ号O型密封圈挡圈、Ⅲ号O型密封圈，中间接头与下缸套的螺纹连接处设置Ⅳ号O型密封圈、Ⅱ号O型密封圈挡圈，下缸套与尾套的螺纹连接处设置Ⅵ号O型密封圈；所述冲击管螺母与冲击管的螺纹连接处设置Ⅱ号O型密封圈，冲击管与下接头的螺纹连接处设置Ⅴ号O型密封圈，并有锁紧螺母防松。

3.  根据权利要求1所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述冲击管螺母上端为内六方结构，其外圆上端沟槽设置组合密封圈与上缸套内壁形成滑动密封，该组合密封圈由多个硫化在一起的Ⅰ号密封圈及配置两端Ⅰ号密封背圈组成。

4.  根据权利要求1或3所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述冲击管螺母外圆下端沟槽设置Ⅰ号防砂挡环，该Ⅰ号防砂挡环为在其侧面具有斜向切口的特氟龙材料制造的圆环。

5.  根据权利要求1所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述冲击管下端外圆上沟槽设置组合密封圈与下缸套内孔形成滑动密封，该组合密封圈由多个硫化在一起的Ⅱ号密封圈配置两端Ⅱ号密封圈背圈组成。

6.  根据权利要求1或5所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述的冲击管外圆下沟槽设置Ⅱ号防砂挡环与下缸套内孔配合，该Ⅱ号防砂挡环为在其侧面具有斜向切口的特氟龙材料制造的圆环。

7.  根据权利要求1所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述尾套为内径具有铣槽的花键套，所述下接头的外圆上具有由整体式凸键构成的花键，花键套的铣槽与下接头的花键配合，构成震击器扭矩传递连接副。

8.  根据权利要求1所述的一种连续油管液压双向震击器，其特征在于：所述上活塞和/或下活塞采用17-4PH材料。

说明书一种连续油管液压双向震击器
技术领域
本发明涉及油气田连续油管作业及修井技术领域，特别涉及一种连续油管液压双向震击器。
背景技术
在连续油管钻磨作业中，由于地质构造复杂、技术措施不当以及泥浆、管柱、井眼等各种原因，常常发生钻具被卡（也就是卡钻）的事故。由于连续油管自身特点，抗拉强度度，往往不能有效地起出被卡管柱。于是钻具遇卡时，可以通过双向震击器给卡点处向上或向下以强烈的震击力，使卡点松动，从而达到迅速解卡的目的。震击器也可以广泛应用到连续油管打捞等修井作业中，使打捞作业更加可靠、快速。震击器有向上震击器、向下震击器、双向震击器。我国从70年代起开始引入震击器技术，但是与钻井技术相比较，在技术水平、产品质量和维修服务上一直都存在很大差距，特别是小规格与连续油管配套的震击器，受连续油管作业大环境、震击器自身密封材料和加工加工精度影响，一直都没有很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种连续油管液压双向震击器，能有效的解决卡钻事故。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种连续油管液压双向震击器，包括由依次螺纹连接的上接头、上缸套、中间接头、下缸套、尾套构成的外套部分，和，由依次螺纹连接的冲击管螺母、冲击管、下接头构成的心轴部分，心轴部分与外套部分的内腔滑动连接，所述的冲击管为中部管径大于两端管径的平滑过渡的变径管，其外部环空充满液压油；所述上缸套的下端、下缸套的上端均为外螺纹，中间接头的两端均为内螺纹，中间接头的内径具有凸环，该凸环与冲击管之间的环空是油道，上缸套的下端与凸环之间形成容纳上活塞的空间，凸环与下缸套的上端之间形成容纳下活塞的空间，上活塞和下活塞均滑动套设于冲击管外圆，且上活塞与下活塞的内径接近冲击管的最大管径；上活塞的上端与上缸套的下端均为相互匹配的锥面，上活塞的锥面上开设流道槽，上活塞的外圆和下端面均开设便于液压油通过的铣槽，下活塞的下端与下缸套的上端均为相互匹配的锥面，下活塞的锥面上开设流道槽，下活塞的外圆和上端面均开设便于液压油通过的铣槽。
而且，所述上接头与上缸套的螺纹连接处设置Ⅰ号O型圈密封圈，上缸套与中间接头的螺纹连接处设置Ⅰ号O型密封圈挡圈、Ⅲ号O型密封圈，中间接头与下缸套的螺纹连接处设置Ⅳ号O型密封圈、Ⅱ号O型密封圈挡圈，下缸套与尾套的螺纹连接处设置Ⅵ号O型密封圈；所述冲击管螺母与冲击管的螺纹连接处设置Ⅱ号O型密封圈，冲击管与下接头的螺纹连接处设置Ⅴ号O型密封圈，并有锁紧螺母防松。
而且，所述冲击管螺母上端为内六方结构，外圆上端沟槽设置组合密封圈与上缸套内壁形成滑动密封，该组合密封圈由多个硫化在一起的Ⅰ号密封圈及配置两端Ⅰ号密封背圈组成。
而且，所述冲击管螺母外圆下端沟槽设置Ⅰ号防砂挡环，该Ⅰ号防砂挡环为在其侧面具有斜向切口的特氟龙材料制造的圆环。
而且，所述冲击管下端外圆上沟槽设置组合密封圈与下缸套内孔形成滑动密封，该组合密封圈由多个硫化在一起的Ⅱ号密封圈配置两端Ⅱ号密封圈背圈组成。
而且，所述的冲击管外圆下沟槽设置Ⅱ号防砂挡环与下缸套内孔配合，该Ⅱ号防砂挡环为在其侧面具有斜向切口的特氟龙材料制造的圆环。
而且，所述尾套为内径具有铣槽的花键套，所述下接头的外圆上具有由整体式凸键构成的花键，花键套的铣槽与下接头的花键配合，构成震击器扭矩传递连接副。
而且，所述上活塞和/或下活塞采用17-4PH材料。
本发明的有益效果在于：结构简单，易于维护保养；纯液压结构，没有弹簧；简短的上、下活塞配套变径结构比绝大多数震击器短；特殊的密封结构保证震击器能够多次使用，同时能够承受高温；采用特殊金属17-4PH的活塞结构使震击力度更大，使用寿命更长；具有调节补偿机构，无需在下井前根据井下温度释放液压油；整体式花键结构能够承受很高扭矩。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A部分的放大结构图。
图3是图1中B部分的放大结构图。
图4是图1中C部分的放大结构图。
图5是冲击管螺母处的组合密封圈结构示意图。
图6是冲击管下端处的组合密封圈结构示意图。
图7是上活塞的结构示意图。
图8是防砂挡环结构示意图。
其中，1、上接头，2、上缸套，3、Ⅰ号O型圈密封圈，4、Ⅰ号密封圈背圈，5、Ⅰ号密封圈，6、Ⅱ号O型密封圈，7、Ⅰ号防砂挡环，8、冲击管螺母，9、液压油，10、冲击管，11、Ⅰ号O型密封圈挡圈，12、Ⅲ号O型密封圈，13、上活塞，14、中间接头，15、下活塞，16、Ⅳ号O型密封圈，17、Ⅱ号O型密封圈挡圈，18、Ⅱ号密封圈背圈，19、Ⅱ号密封圈，20、Ⅴ号O型密封圈，21、Ⅱ号防砂挡环，22、锁紧螺母，23、下缸套，24、下接头，25、Ⅵ号O型密封圈，26、花键套，27、变径，28、流道槽，29、铣槽，30、斜向切口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种连续油管液压双向震击器，如图1~4所示，包括由依次螺纹连接的上接头1、上缸套2、中间接头14、下缸套23、尾套构成的外套部分，和，由依次螺纹连接的冲击管螺母8、冲击管10、下接头24构成的心轴部分，心轴部分与外套部分的内腔滑动连接，两者可以相对轴向移动。所述的冲击管10为中部管径大于两端管径的平滑过渡的变径管，其外部环空充满液压油9；所述上缸套2的下端、下缸套23的上端均为外螺纹，中间接头14的两端均为内螺纹，中间接头14的内径具有凸环，该凸环与冲击管10之间的环空是油道，上缸套2的下端与凸环之间形成容纳上活塞13的空间，凸环与下缸套23的上端之间形成容纳下活塞15的空间，上活塞13和下活塞15均滑动套设于冲击管10外圆，且上活塞13与下活塞15的内径接近冲击管10的最大管径；上活塞13的上端与上缸套2的下端均为相互匹配的锥面，如图7所示，上活塞13的锥面上开设流道槽28，上活塞13的外圆和下端面均开设便于液压油9通过的铣槽29，下活塞15的下端与下缸套23的上端均为相互匹配的锥面，下活塞15的锥面上开设流道槽28，下活塞15的外圆和上端面均开设便于液压油9通过的铣槽29。
进一步的，所述上接头1与上缸套2的螺纹连接处设置Ⅰ号O型圈密封圈3，上缸套2与中间接头14的螺纹连接处设置Ⅰ号O型密封圈挡圈11、Ⅲ号O型密封圈12，中间接头14与下缸套23的螺纹连接处设置Ⅳ号O型密封圈16、Ⅱ号O型密封圈挡圈17，下缸套23与尾套的螺纹连接处设置Ⅵ号O型密封圈25；所述冲击管螺母8与冲击管10的螺纹连接处设置Ⅱ号O型密封圈6，冲击管10与下接头24的螺纹连接处设置Ⅴ号O型密封圈20，并有锁紧螺母22防松。
进一步的，所述冲击管螺母8上端为内六方结构，外圆上端沟槽设置组合密封圈与上缸套2内壁形成滑动密封，如图5所示，该组合密封圈由多个（可优选三个）硫化在一起的Ⅰ号密封圈5及配置两端Ⅰ号密封背圈组成。
进一步的，所述冲击管螺母8外圆下端沟槽设置Ⅰ号防砂挡环7，该Ⅰ号防砂挡环7为在其侧面具有斜向切口30的特氟龙材料制造的圆环，如图8所示。
进一步的，所述冲击管10下端外圆上沟槽设置组合密封圈与下缸套23内孔形成滑动密封，如图6所示，该组合密封圈由多个（可优选三个）硫化在一起的Ⅱ号密封圈19配置两端Ⅱ号密封圈背圈18组成。
进一步的，所述的冲击管10外圆下沟槽设置Ⅱ号防砂挡环21与下缸套23内孔配合，该Ⅱ号防砂挡环为在其侧面具有斜向切口30的特氟龙材料制造的圆环，如图8所示。
进一步的，所述尾套为内径具有铣槽29的花键套26，所述下接头24的外圆上具有由整体式凸键构成的花键，花键套26的铣槽29与下接头24的花键配合，构成震击器扭矩传递连接副，形成震击器扭矩传递的整体性，可以承受高扭矩。
进一步的，所述上活塞13和/或下活塞15采用17-4PH材料。
本发明的工作原理为：液压双向震击器下击时，下压震击器外套结构，当上活塞13通过冲击管10上的变径27时，上活塞13内径与冲击管10上的变径27间隙变的很小，上活塞13下端液压油9仅能通过上活塞13上端锥面上的流道槽28流到上活塞13上端，这样就产生了液压延迟。这种液压延迟将能量储存在外套结构中。一旦上活塞13通过了冲击管10的变径27，储存的能量释放，产生一个锤击芯轴结构的作用，对工具的底部产生一个冲击力。同理，当震击器处于拉紧状态（即，收缩状态）时，下活塞15通过冲击管10上的变径27时，下活塞15上端液压油9仅能通过下活塞15下端锥面上的流道槽28流到下活塞15下端，这样也会产生了液压延迟。一旦储存的能量释放，使震击器外套结构迅速地加速到冲程的顶部。这个过程产生一个冲击力，它相当于两倍将管拉出来的拉力，这个冲击力取决于作用于工具的力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。