簡(jiǎn)析一種鉆井解卡震擊裝置的研發(fā)與應(yīng)用

梁勇

摘 要：本文簡(jiǎn)要分析了一種鉆井解卡震擊裝置的研發(fā)與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鉆井 解卡 震擊

1.技術(shù)領(lǐng)域

該裝置主要涉及鉆頭解卡技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鉆井井下作業(yè)用的解卡震擊裝置。

2.背景技術(shù)

目前，鉆井、修井施工日益增多。由于地質(zhì)的影響，使巖石膠結(jié)強(qiáng)度降低或破壞，地層出砂或坍塌現(xiàn)象增加，造成井下卡鉆的現(xiàn)象日益突出。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常是采用液壓震擊的方式來(lái)解決卡鉆問(wèn)題。但是，現(xiàn)有的解卡震擊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，使得鉆頭解卡耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，效率低下。

3.裝置的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，該裝置的目的是提供一種操作簡(jiǎn)便的井下作業(yè)用解卡震擊裝置，以能夠自動(dòng)多次的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速解卡。

該裝置的技術(shù)方案如下：

一種解卡震擊裝置，包括：

殼體；

設(shè)置于所述殼體外部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

套設(shè)于所述殼體內(nèi)的震擊軸；所述震擊軸外固定有第一推環(huán)；所述第一推環(huán)位于所述震擊軸和所述殼體之間；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能向所述第一推環(huán)打壓，以推動(dòng)所述第一推環(huán)在所述殼體內(nèi)帶動(dòng)所述震擊軸向下移動(dòng)；

設(shè)置于所述殼體上的彈性件；所述彈性件對(duì)所述震擊軸施加向上的作用力，以推動(dòng)所述震擊軸向上移動(dòng)；

設(shè)置于所述殼體上的定位機(jī)構(gòu)；所述定位機(jī)構(gòu)能夠?qū)λ龅谝煌骗h(huán)定位；

與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述定位機(jī)構(gòu)相連接的控制機(jī)構(gòu)。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述殼體包括上殼體和下殼體；所述震擊軸包括軸桿、以及連接所述軸桿下端的主軸；所述上殼體套設(shè)于所述軸桿外；所述下殼體套設(shè)于所述主軸外；

所述第一推環(huán)位于所述上殼體與所述軸桿之間；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述上殼體；所述彈性件設(shè)置于所述下殼體。

4.優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)以上描述可以看出，本實(shí)施方式所提供的解卡震擊裝置通過(guò)將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和彈性件與震擊軸相配合，形成反復(fù)震擊，并在控制機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的配合下，實(shí)現(xiàn)震擊軸自動(dòng)多次的反復(fù)震擊，從而實(shí)現(xiàn)快速解卡。同時(shí)，該解卡震擊裝置整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。

5.附圖說(shuō)明

1、上連接體；2、上殼體；3、軸桿；4、第一推環(huán)；5、固定環(huán)；6、第一腔室；7、第二腔室；8、油箱；9、液壓油泵；10、第一連接管；11、第二連接管；12、電磁開關(guān)閥；13、第三連接管；14、光電傳感器；15、控制機(jī)構(gòu)；16、第一連接體；17、凸出部；18、連接桿；19、主軸；20、第二連接體；21、下殼體；22、第二推環(huán)；23、第二活動(dòng)空間；24、彈性件；25、下連接體；26、連接板；27、連桿；28、螺紋孔。

6.具體實(shí)施方式

在本實(shí)施方式中，所述上殼體2的上端連接有上連接體1。所述上殼體2內(nèi)設(shè)有套設(shè)于所述軸桿3外的固定環(huán)5；所述上連接體1與所述固定環(huán)5之間形成第一活動(dòng)空間；所述第一推環(huán)4位于所述第一活動(dòng)空間內(nèi)并將所述第一活動(dòng)空間分隔形成第一腔室6和位于所述第一腔室6下方的第二腔室7。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述第一腔室6相通，以向所述第一腔室6打壓；所述第二腔室7具有泄壓結(jié)構(gòu)。

其中，上連接體1通過(guò)螺紋連接所述上殼體2。軸桿3的上端可滑動(dòng)地穿過(guò)所述上連接體1，并與上連接體1為相對(duì)滑動(dòng)連接。固定環(huán)5固定安裝于上殼體2內(nèi)，并與上殼體2的內(nèi)壁之間同樣具有密封環(huán)。第一活動(dòng)空間在固定環(huán)5下方縮徑形成限位臺(tái)階，該固定環(huán)5被所述限位臺(tái)階承接限位。

為保證第一腔室6和第二腔室7之間密封隔開，所述第一推環(huán)4與所述上殼體2的內(nèi)壁之間設(shè)有密封環(huán)，增強(qiáng)第一推環(huán)4和上殼體2之間的密封性，避免第一腔室6內(nèi)的高壓狀態(tài)泄漏至第二腔室7內(nèi)，避免損壞定位機(jī)構(gòu)。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液壓油泵9、油箱8。所述液壓油泵9的入液口通過(guò)第一連接管10與所述油箱8相連通。所述上殼體2的壁上設(shè)有通入所述第一腔室6的第一通孔。所述液壓油泵9的出液口通過(guò)所述第二連接管11經(jīng)所述第一通孔與所述第一腔室6相通。所述泄壓結(jié)構(gòu)為所述上殼體2上設(shè)有與所述第二腔室7相通的第二通孔；所述第二通孔通過(guò)第三連接管13與所述油箱8相連通。

其中，液壓油泵9、油箱8安裝于上殼體2上，能夠提升裝置的便捷性能和穩(wěn)定性能。為方便液壓油泵9和油箱8的安裝，所述上殼體2外還固定連接有連接板26；所述連接板26上設(shè)有連桿27；所述連桿27上設(shè)有螺紋孔28。液壓油泵9和油箱8可以安裝于連接板26上，上殼體2通過(guò)連桿27可以固定安裝于期望位置，實(shí)現(xiàn)上增壓機(jī)構(gòu)的位置固定。

其中，液壓油泵9與控制機(jī)構(gòu)15相連接。第一腔室6和第二腔室7均為充滿油液的狀態(tài)。第一腔室6和第二腔室7隨著第一推環(huán)4的上下移動(dòng)，各自的空間體積相應(yīng)的變化。當(dāng)向下震擊時(shí)，液壓油泵9通過(guò)第一連接管10從油箱8輸入油液再經(jīng)過(guò)第二連接管11向第一腔室6內(nèi)輸入油液以進(jìn)行打壓，推動(dòng)第一推環(huán)4向下移動(dòng)，第一推環(huán)4向下移動(dòng)時(shí)第二腔室7的空間體積縮小，第二腔室7內(nèi)的油液通過(guò)第三連接管13重新輸入至油箱8中，保證油箱8中油液的持續(xù)供應(yīng)。

相應(yīng)的，當(dāng)向上震擊時(shí)，控制機(jī)構(gòu)15控制液壓油泵9停止運(yùn)動(dòng)，彈性件24釋放在解卡震擊裝置下行時(shí)所蓄能量，推動(dòng)震擊軸（主軸19）向上移動(dòng)，第一推環(huán)4向上移動(dòng)，第二腔室7的空間體積增大，從油箱8中吸取油液，同時(shí)，第一腔室6的空間體積縮小，所排出的油液經(jīng)第二連接管11、第一連接管10重新進(jìn)入油箱8中（此時(shí)，液壓油泵9僅為連通狀態(tài)）。

為方便控制解卡震擊裝置的狀態(tài)，所述第二通孔設(shè)有電磁開關(guān)閥12；該電磁開關(guān)閥12與所述控制機(jī)構(gòu)15相連通。當(dāng)需要解卡震擊裝置處于某一狀態(tài)不動(dòng)時(shí)，控制機(jī)構(gòu)15可以向電磁開關(guān)閥12發(fā)出關(guān)閉指令，控制電磁開關(guān)閥12關(guān)閉第二通孔，此時(shí)解卡震擊裝置的震擊軸無(wú)法動(dòng)作，維持當(dāng)前狀態(tài)，以便維修檢查。其中，電磁開關(guān)閥12在解卡震擊裝置進(jìn)行上下往復(fù)震擊工作時(shí)處于開啟狀態(tài)。

如圖2所示，所述定位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二腔室7的壁上的光電傳感器14；所述光電傳感器14位于所述電磁開關(guān)閥12的下方。該光電傳感器14可以測(cè)量震擊軸的上下移動(dòng)的位移，從而將震擊軸定位，根據(jù)光電傳感器14所測(cè)量的數(shù)據(jù)，控制機(jī)構(gòu)15控制電磁開關(guān)閥12以及液壓油泵9的開啟。該控制機(jī)構(gòu)15可以為單片機(jī)，方便獲取安裝。當(dāng)然，該控制機(jī)構(gòu)15也可以為PLC、可編程電路板等等。