專利名稱：新型機(jī)械式修井上擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種油田修井作業(yè)中產(chǎn)生向上震擊力的新型工具。它適用于處理各種油水井封隔器卡及一般井下工具、管柱硬卡。它既可以接在打撈管柱中，用來預(yù)防卡鉆打撈作業(yè)，又可以專門用來解卡作業(yè)。
依據(jù)石油工業(yè)出版社1989年10月出版的《采油技術(shù)手冊》(修訂本)第五分冊《修井工具與技術(shù)》的資料可知，現(xiàn)有用于井下修井作業(yè)的上擊器都是液壓上擊器，液壓上擊器主要由上接頭、芯軸、撞擊錘、上缸體、中缸體、活塞、活塞環(huán)、導(dǎo)管、下缸體及密封裝置等組成，它是利用液體的不可壓縮性和縫隙的緩慢溢流作用，拉伸管柱儲存變形能，經(jīng)瞬時(shí)釋放，轉(zhuǎn)變成撞擊錘向上的沖擊能。但據(jù)現(xiàn)場資料反映，液壓上擊器在井下產(chǎn)生震擊的成功率很低，很多上擊器下井后不能產(chǎn)生震擊，有些上擊器即使產(chǎn)生震擊，壽命卻很短。
由于液壓上擊器采用的是液壓突釋原理，以SYZ－I型上擊器為例，在245kN拉力作用下，液缸內(nèi)壓高達(dá)135MPa，這么大的內(nèi)壓要求液壓上擊器缸體必須采用42CrMo合金材料制成，但往往由于活塞環(huán)和活塞配合不好，使得活塞卡死在缸體內(nèi)，缸體難以達(dá)到加工精度，從而使得高壓液流很快刺壞缸體內(nèi)壁和活塞，從而導(dǎo)致液壓類上擊器經(jīng)常出現(xiàn)拉不開、不震擊，一旦增加拉力又會導(dǎo)致缸體漲裂、缸體螺紋脫扣等現(xiàn)象。
為了從根本上消除液壓類上擊器的缺陷，設(shè)計(jì)人利用機(jī)械性原理設(shè)計(jì)出了一種新型的機(jī)械式修井上擊器。
該上擊器主要是由芯軸系統(tǒng)(動系統(tǒng))和套筒系統(tǒng)(靜系統(tǒng))兩部分組成，它與井下管柱配接的工作原理如下(見附


圖1)工作時(shí)，其芯軸系統(tǒng)(2)與上部管柱(1)及提升設(shè)備相連，其套筒系統(tǒng)(3)通過打撈工具與被卡落物(4)相連。作業(yè)開始時(shí)，下放管柱，使上擊器復(fù)位，然后上提管柱，開始時(shí)，由于套筒系統(tǒng)上多瓣爪式彈簧鉤在芯軸系統(tǒng)的定位槽內(nèi)，芯軸系統(tǒng)相對套筒不動，管柱在拉力作用下發(fā)生彈性變形而積蓄彈性能，當(dāng)拉力增加到一定值時(shí)，套筒系統(tǒng)上的多瓣爪式彈簧撐開脫離了芯軸系統(tǒng)上的定位槽，從而使得芯軸系統(tǒng)在上部管柱彈性力的作用下形成相對套筒系統(tǒng)的一個(gè)向上加速運(yùn)動。上行一定行程后，芯軸系統(tǒng)上的撞擊環(huán)以一定的末速度撞擊在套筒系統(tǒng)的臺肩上，完成了本實(shí)用新型的一次上擊過程。
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)以機(jī)械機(jī)構(gòu)控制拉力及傳遞扭矩的功能，設(shè)計(jì)人科學(xué)地設(shè)計(jì)了芯軸系統(tǒng)和套筒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。(見附圖2)芯軸系統(tǒng)主要是由花鍵軸(5)與定位軸(15)通過螺紋連接而成的芯軸以及固定在花鍵軸上的撞擊環(huán)(9)、鎖緊環(huán)(10)組成。套筒系統(tǒng)主要是由花鍵套(6)、上筒體(7)、下筒體(13)和下接頭(18)通過螺紋連接的套筒體以及固定在筒體內(nèi)壁上的碟形彈簧(12)、多瓣爪式彈簧(14)、錐面加力套(16)和預(yù)緊套(17)組成。
附
圖1即為本實(shí)用新型所提供的機(jī)械式修井上擊器與井下管柱配接的工作原理圖。
附圖2即為本實(shí)用新型所提供的機(jī)械式修井上擊器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1－管柱；2－芯軸系統(tǒng)；3－套筒系統(tǒng)；4－被卡落物；5－花鍵軸；6－花鍵套；7－上筒體；8－上油塞；9－撞擊環(huán)；10－鎖緊環(huán)；11－密封件；12－碟形彈簧；13－下筒體；14－多瓣爪式彈簧；15－定位軸；16－錐面加力套；17－預(yù)緊套；18－下接頭；19－下油塞。
本實(shí)用新型與液壓式上擊器相比，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是大部分零件選材無需高性能合金鋼，降低了加工工藝要求，從而降低了工具成本同時(shí)可行可靠的拉力控制機(jī)構(gòu)，克服了液壓上擊器溢流不穩(wěn)、漲缸、拉不開等缺陷，提高了工具的適應(yīng)性，從而起到提高修井效率、降低修井成本的目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。
附圖公開了一種規(guī)格為4 1/2 ”的新型機(jī)械式修井上擊器的結(jié)構(gòu)。其主要技術(shù)參數(shù)為許用震擊工作拉力114～245kN；工具外徑115mm；水眼通徑30mm；許用工作扭矩11820Nm；工具總長2500mm；震擊沖程220mm。
花鍵軸(5)有與上部管柱配接的接頭螺紋，接頭下部是光滑圓柱，再下部為花鍵。光滑圓柱與花鍵套(6)上部的密封件配合，花鍵與花鍵套(6)下部的花鍵槽配合傳遞扭矩?；ㄦI末端有耐撞擊的特種短齒梯形螺紋，用來固定撞擊環(huán)(9)，鎖緊環(huán)(10)對撞擊環(huán)(9)起鎖緊作用，震擊力主要是從花鍵套臺肩和撞擊環(huán)(9)之間產(chǎn)生。花鍵軸(5)的下端連接定位軸(15)。定位軸(15)中部有定位槽，與多瓣爪式彈簧(14)的簧爪相配合，定位軸(15)的下部外表面光滑，同下接頭內(nèi)孔中的密封件配合。上筒體(7)、下筒體(13)、下接頭(18)用螺紋連接，并采用密封件密封。上筒體(7)下部的臺肩頂著一組碟形彈簧(12)，在碟形彈簧(12)下面頂著多瓣爪式彈簧(14)，在多瓣爪式彈簧(14)的下面頂著錐面加力套(16)，在錐面加力套(16)的下面頂著預(yù)緊套(17)，預(yù)緊套(17)與下筒體(13)的內(nèi)壁用螺紋相連。
碟形彈簧(12)、多瓣爪式彈簧(14)、定位軸(15)、錐面加力套(16)以及預(yù)緊套(17)構(gòu)成了拉力控制機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)即為本實(shí)用新型與液壓式上擊器拉力控制機(jī)構(gòu)的根本區(qū)別。碟形彈簧(12)、多瓣爪式彈簧(14)以及錐面加力套(16)的形狀和尺寸都是根據(jù)上擊器的型號和上擊力的要求精心設(shè)計(jì)而成。預(yù)緊套也可用來調(diào)節(jié)設(shè)定工作拉力。
采用碟形彈簧(12)可以實(shí)現(xiàn)小壓縮量高彈力的作用，它與錐面加力套(16)一起用來加強(qiáng)多瓣爪式彈簧(14)控制拉力的作用。
上油塞(8)與下油塞(19)用來給密閉的控制一撞擊腔注油。采用閉式結(jié)構(gòu)使得工具本身的撞擊過程和拉力的控制機(jī)構(gòu)在潤濕良好的密閉式油浴中進(jìn)行，從而延長了工具的使用壽命。
本實(shí)用新型所提供的新型機(jī)械式修井上擊器，不僅僅限于用作修井作業(yè)中，也可以用在鉆井中以及一些井下測試管柱中。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械式修井上擊器，由芯軸系統(tǒng)和套筒系統(tǒng)兩部分組成，芯軸系統(tǒng)主要是由花鍵軸與定位軸通過螺紋連接而成的芯軸以及固定在花鍵軸上的撞擊環(huán)、鎖緊環(huán)組成，套筒系統(tǒng)主要是由花鍵套、上筒體、下筒體和下接頭通過螺紋連接而成的套筒體以及固定在筒體內(nèi)壁上的碟形彈簧、多瓣爪式彈簧、錐面加力套和預(yù)緊套組成，其特征是多瓣爪式彈簧的簧爪鉤在定位軸的定位槽內(nèi)，在多瓣爪式彈簧的上部有一組碟形彈簧，在多瓣爪式彈簧下部頂著錐面加力套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式修井上擊器，其特征在于在下筒體的內(nèi)壁上裝有預(yù)緊套，用以調(diào)節(jié)碟形彈簧的預(yù)緊力。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種機(jī)械式修井上擊器，這是一種油田修井作業(yè)中產(chǎn)生向上震擊力的新型工具。該上擊器具有一套新型的機(jī)械式的拉力控制(即拉力的建立與釋放)機(jī)構(gòu)，從而克服了液壓式上擊器靠活塞和缸體縫隙溢流來控制拉力所存在的缺陷，提高了拉力控制的穩(wěn)定性。同時(shí)由于采用了機(jī)械式拉力控制機(jī)構(gòu)，使得機(jī)械式上擊器與液壓式上擊器相比，放寬了加工工藝和材質(zhì)要求，降低了工具的生產(chǎn)成本，提高了工具的適應(yīng)性。
文檔編號E21B31/00GK2192717SQ94207819
公開日1995年3月22日 申請日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月29日
發(fā)明者陳玉祥 申請人:陳玉祥