双向液压阻力式随钻震击器[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110847837 A(43)申请公布日 2020.02.28

(21)申请号 201911369469.1(22)申请日 2019.12.26

(71)申请人 合力（天津）能源科技股份有限公司

地址 300450 天津市滨海新区临港经济区1

号1号楼3175室(72)发明人 侯立东　

(74)专利代理机构 大庆市远东专利商标事务所

23202

代理人 马洪发(51)Int.Cl.

E21B 28/00(2006.01)E21B 31/113(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

CN 110847837 A(54)发明名称

双向液压阻力式随钻震击器(57)摘要

本发明的双向液压阻力式随钻震击器涉及钻具附件领域，上部花键外筒的下端螺扣连接了敲击锤外筒，敲击锤外筒下端螺扣配合连接活塞外筒，活塞外筒的下端螺扣连接钻具下接头；钻具上接头的下端延伸成一体地连接芯轴管，芯轴管下部的继续缩径延伸相继穿过敲击锤外筒、活塞外筒和内径收缩相互间隙配合的芯轴管下端的扶正套管；在敲击锤外筒中的两端的连接头处设有上敲击肩台和下敲击肩台、在该段的环形空间中的芯轴管上固定有敲击锤，活塞外筒段中的芯轴管上固定有活塞。在卡钻时根据需要对钻具施加上提力予以上击或对钻具施加下压力给与下击，双向液压阻力式随钻震击器具有更多的震击次数，可以在地面根据需要随时调整震击力以及延时震击等优势。

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权　利　要　求　书

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1.双向液压阻力式随钻震击器，包括钻具上接头（1）一体延长主动芯轴管（2）、敲击锤（3）和活塞（4），以及套装的被动敲击锤外筒（7），其特征在于上部的花键外筒（6）的下端螺扣连接了敲击锤外筒（7），敲击锤外筒（7）的下端螺扣配合连接了活塞外筒（8），活塞外筒（8）的下端螺扣连接了钻具下接头（9）；钻具上接头（1）的下端延伸成一体地连接芯轴管（2），芯轴管（2）的外径与花键外筒（6）的内径相间隙配合地相套迭，且在花键外筒（6）的上口有螺扣配合的压盖（10）及其嵌有内盘根环将芯轴管（2）环周密封把紧，芯轴管（2）下部的继续缩径延伸相继穿过敲击锤外筒（7）、活塞外筒（8）和内径收缩相互间隙配合的芯轴管（2）下端的扶正套管（12）；在敲击锤外筒（7）中的两端的连接头处设有上敲击肩台（13）和下敲击肩台（14）、在该段的环形空间中的芯轴管（2）上固定有柱状敲击锤（3），在活塞外筒（8）段中的芯轴管（2）上固定有活塞（4），该活塞（4）环周与活塞外筒（8）的内环间隙配合、且活塞（4）上有纵向的导油透孔（17）；在花键外筒（6）尾部的管壁上设有传压透孔（18）、在敲击锤外筒（7）的尾部的管壁上设有一号注油孔（19）、在活塞外筒（8）的尾部的管壁上设有二号注油孔（20）。

2.如权利要求1所述的双向液压阻力式随钻震击器，其特征在于敲击锤（3）固于芯轴管（2）上、且在敲击锤外筒（7）的内环空间中向上运行震击于上敲击肩台（13）、向下运行震击于下敲击肩台（14）。

3.如权利要求1或2所述的双向液压阻力式随钻震击器，其特征在于由钻具上接头（1）、芯轴管（2）、活塞（4）和敲击锤（3）构成主动运行震击结构。

4.如权利要求1或2或3所述的双向液压阻力式随钻震击器，其特征在于由花键外筒（6）及其压盖（10）、敲击锤外筒（7）、活塞外筒（8）、扶正套管（12）及钻具下接头（9）构成了被动运行震击结构。

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双向液压阻力式随钻震击器

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技术领域

[0001]本发明涉及钻具附件领域，特别涉及双向液压阻力式随钻震击器。

背景技术

[0002]随着水平井和大位移井数量的增多，各种复杂因素所导致的卡钻也变得更加常见，当出现卡钻时首选解卡方案就是对钻具进行震击。传统机械式随钻震击器是利用机械摩擦原理，锁紧机构采用了一组棱带式的卡瓦，卡瓦的释放由弹性套在压力作用下的变形来控制，但震击门限值固定，当井斜较大时上提力不易传递至震击器，且下井连续使用寿命短、机械结构故障率高。而液压式震击器，利用液压油在细小流道内流动时的阻尼作用作为锁紧机构，利用流道突然变化所引起的释放，在震击器内产生打击，从而在钻柱内形成震动，其由于锁紧机构工作原理的限制，只能在单一方向上产生震击，一般为向上震击。发明内容

[0003]针对现有技术的不足，本发明提供了一种双向液压阻力式随钻震击器。[0004]本发明的双向液压阻力式随钻震击器，包括钻具上接头一体延长主动芯轴管、敲击锤和活塞，以及套装的被动敲击锤外筒，上部的花键外筒的下端螺扣连接了敲击锤外筒，敲击锤外筒的下端螺扣配合连接了活塞外筒，活塞外筒的下端螺扣连接了钻具下接头；钻具上接头的下端延伸成一体地连接芯轴管，芯轴管的外径与花键外筒的内径相间隙配合地相套迭，且在花键外筒的上口有螺扣配合的压盖及其嵌有内盘根环将芯轴管环周密封把紧，芯轴管下部的继续缩径延伸相继穿过敲击锤外筒、活塞外筒和内径收缩相互间隙配合的芯轴管下端的扶正套管；在敲击锤外筒中的两端的连接头处设有上敲击肩台和下敲击肩台、在该段的环形空间中的芯轴管上固定有柱状敲击锤，在活塞外筒段中的芯轴管上固定有活塞，该活塞环周与活塞外筒的内环间隙配合、且活塞上有纵向的导油透孔；在花键外筒尾部的管壁上设有传压透孔、在敲击锤外筒的尾部的管壁上设有一号注油孔、在活塞外筒的尾部的管壁上设有二号注油孔。[0005]作为本发明的进一步改进，敲击锤固于芯轴管上、且在敲击锤外筒的内环空间中向上运行震击于上敲击肩台、向下运行震击于下敲击肩台。[0006]作为本发明的进一步改进，由钻具上接头、芯轴管、活塞和敲击锤构成主动运行震击结构。

[0007]作为本发明的进一步改进，由花键外筒及其压盖、敲击锤外筒、活塞外筒、扶正套管及钻具下接头构成了被动运行震击结构。

[0008]本发明的双向液压阻力式随钻震击器，结构设计合理、经济实惠，在钻井过程中接在底部钻具组合之上，在卡钻时根据需要对钻具施加上提力予以上击或对钻具施加下压力给与下击，和传统随钻震击器相比，双向液压阻力式随钻震击器具有更多的震击次数，可以在地面根据需要随时调整震击力以及延时震击等优势。

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附图说明

[0009]图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的上部结构示意图；图3为本发明的下部结构示意图。

具体实施方式

[0010]如图1-3所示，本发明的双向液压阻力式随钻震击器，包括钻具上接头1一体延长主动芯轴管2、敲击锤3和活塞4，以及套装的被动敲击锤外筒7；上部的花键外筒6的下端螺扣连接了敲击锤外筒7，敲击锤外筒7的下端螺扣配合连接了活塞外筒8，活塞外筒8的下端螺扣连接了钻具下接头9。

[0011]钻具上接头1的下端延伸成一体地连接芯轴管2，芯轴管2的外径与花键外筒6的内径相间隙配合地相套迭，且在花键外筒6的上口有螺扣配合的压盖10及其嵌有内盘根环将芯轴管2环周密封把紧，以确保花键外筒6与芯轴管2之间不相对旋转并且可以传递扭矩，在花键外筒6的尾部的管壁上设有传压透孔18，传压透孔18保持了工具内部和井内环空压力的平衡，芯轴管2下部的继续缩径延伸相继穿过花键外筒6下端的缩径处、敲击锤外筒7、活塞外筒8和内径收缩相互间隙配合的芯轴管2下端的扶正套管12，花键外筒6下端的缩径处与芯轴管2紧密接触形成金属密封。

[0012]在敲击锤外筒7中的两端的连接头处设有上敲击肩台13和下敲击肩台14、在该段的环形空间中的芯轴管2上固定有柱状敲击锤3，敲击锤3外径与敲击锤外筒7内壁略有间隙，允许其自由运动，敲击锤3在敲击锤外筒7的内环空间中向上运行震击于上敲击肩台13、向下运行震击于下敲击肩台14，在敲击锤外筒7的尾部的管壁上设有一号注油孔19，敲击锤外筒7下端的缩径处与芯轴管2紧密接触形成金属密封；在活塞外筒8段中的芯轴管2上固定有活塞4，活塞4所在的活塞外筒8内壁中部为缩径、两端为扩径，该活塞4环周与活塞外筒8的内环间隙配合、且活塞4上有纵向的导油透孔17，导油透孔17极细、允许液压油以极小的流量通过，在活塞外筒8尾部的管壁上设有二号注油孔20；芯轴管2末端的平直段与扶正套管12内壁紧密接触形成金属密封；由敲击锤3与敲击锤外筒7构成的密闭空间、由活塞4与活塞外筒8构成的密闭空间均充满液压油，液压油分别通过一号注油孔19和二号注油孔20在工具下井前注入。

[0013]芯轴管2由特种工具钢一体式车铣而成，保证了工具强度的同时也保证了工作的稳定性。

[0014]本装置由钻具上接头1、芯轴管2、活塞4和敲击锤3构成主动运行震击结构；由花键外筒6及其压盖10、敲击锤外筒7、活塞外筒8、扶正套管12及钻具下接头9构成了被动运行震击结构。

[0015]使用本装置时，上部钻具与位于钻具上接头1上的母扣相连，下部钻具与位于钻具下接头9上的公扣相连，花键外筒6、敲击锤外筒7、活塞外筒8、扶正套管12与芯轴管2均为空心管状，钻进时，钻井液从钻具上接头1的进液口处进入工具内部，从钻具下接头9的出液口离开工具。

[0016]需要震击时，首先使本装置处于中位，即活塞4位于活塞外筒8中心位置；需要上击时，上提钻具，因钻具与芯轴管2相连，所以活塞4随之上行，液压油只能通过导油透孔17从

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上部流向下部，因此芯轴管2上行受阻，上部钻具因此处于拉伸状态，当活塞4上行至活塞外筒8内壁扩径处时，液压油的通道突然打开，芯轴管2上行的阻力消失，在上部钻具的张力作用下，芯轴管2迅速上行，直至敲击锤3碰撞到花键外筒6的末端缩径端面即上敲击肩台13，产生一次上击，之后缓慢下压钻具使活塞4复位，即让其重新位于活塞外筒8中心位置，再重复上述步骤，直至将受卡钻具激活；需要下击时，下压钻具，因钻具与芯轴管2相连，所以活塞4随之下行，液压油只能通过导油透孔17从下部流向上部，因此芯轴管2下行受阻，上部钻具因此处于压缩状态，当活塞4下行至活塞外筒8内壁扩径处时，液压油的通道突然打开，芯轴管2下行的阻力消失，在上部钻具的压力作用下，芯轴管2迅速下行，直至敲击锤3碰撞到敲击锤外筒7的末端缩径端面即下敲击肩台14，产生一次下击，之后缓慢上提钻具使活塞4复位，即使其重新位于活塞外筒8中心位置，再重复上述步骤，直至将受卡钻具激活。

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图1

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图2

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图3

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