石油钻井用水力低频冲击器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种石油钻井用水力低频冲击器，包括上接头、外筒、蓄能器、活阀、上砧子、下接头，上砧子旋接在外筒和下接头之间，下接头的中部内壁设有下砧子，上砧子的内孔中插接有冲杆，冲杆的下端旋接有冲锤，冲锤位于上砧子与下砧子之间；冲杆的上端设有活阀，活阀位于活阀外套中，活阀外套旋接在上接头与外筒的上端口之间。冲杆中心孔的上端延伸至冲杆的上端开口；冲杆大直径段的上端设有冲杆大凸圈并安装有大活塞，大活塞锁母与上砧子之间的冲杆圆周上设有冲杆径向孔与冲杆中心孔相贯通。冲杆中直径段的上部设有冲杆小凸圈并安装有小活塞，小活塞以上为冲杆小直径段。该石油钻井用水力低频冲击器的制造成本低，动作可靠，使用寿命长。

Hydraulic low frequency impactor for oil drilling

The utility model relates to a low frequency hydraulic impactor for oil drilling water, which comprises an upper connector, an outer cylinder, an accumulator, a valve, an upper anvil and a lower connector. The upper anvil is rotated between the outer cylinder and the lower connector, the middle inner wall of the lower connector is provided with a lower anvil, the inner hole of the upper anvil is inserted with a punch rod, and the lower end of the punch rod is rotated with a punch rod, and the punch rod is located between the upper anvil and the lower anvil The upper end is provided with a valve, which is located in the valve jacket, and the valve jacket is swirled between the upper joint and the upper end of the outer cylinder. The upper end of the central hole of the punch rod extends to the upper opening of the punch rod; the upper end of the large diameter section of the punch rod is provided with a large convex ring of the punch rod and installed with a large piston, and the radial hole of the punch rod intersects with the central hole of the punch rod on the circumference of the punch rod between the lock mother of the large piston and the upper anvil. The upper part of the middle diameter section of the punch rod is provided with a small convex ring of the punch rod and a small piston. The small diameter section of the punch rod is above the small piston. The low frequency hydraulic impactor for oil drilling has the advantages of low manufacturing cost, reliable operation and long service life.

【技术实现步骤摘要】
石油钻井用水力低频冲击器
本技术涉及一种解卡用冲击器，特别涉及一种石油钻井用水力低频冲击器，属于石油开采钻井工具

技术介绍
在油水井生产过程中，受各种因素影响，经常发生卡钻故障。根据卡钻的类型不同，有多种处理方案。在所有处理方案中，液压上击器解卡是比较常见的一种。传统的液压上击器以单次震击为主，进行一次震击后，要将震击器复位才能进行下一次震击。但在某些特殊情况下，需要的是持续的高频震击，传统震击器间隔时间较长，震击效果往往并不明显。冲击器在石油钻井中应用较为广泛，能够产生高频振动。目前钻井用冲击器一般设有带活塞的空心冲锤，其上部设有活阀。泥浆通过冲锤和冲锤下部接头的砧子中心流到钻头。冲锤上的弹簧迫使锤接触阀关闭冲锤中心流道，在上部泥浆压力作用下冲锤连同阀高速下行，冲击砧子及钻头，活阀由于行程限位机构先打开并在弹簧作用下上行回复原位，继而冲锤在砧子反弹和弹簧力作用下上行至阀处，开始上下往复运动，产生了钻头的高频冲击。传统的高频冲击器由于需使用弹簧，液能转换效率低。弹簧在反复振动中易断裂，冲锤上一般采用常规密封件，在高速运动条件下，强度低、寿命短。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的弹簧易断裂、密封件易损坏的问题，提供一种石油钻井用水力低频冲击器，制造成本低，动作可靠，使用寿命长。为解决以上技术问题，本技术的一种石油钻井用水力低频冲击器，包括上接头、外筒、上砧子和下接头，所述上砧子的上端外周旋接在所述外筒的下端口中，所述上砧子的下端外周旋接在所述下接头的上端口中，所述下接头的中部内壁设有作为下砧子的内台阶，所述上砧子的内孔中插接有间隙配合的冲杆，所述冲杆的下端旋接有冲锤，所述冲锤位于上砧子与下砧子之间；所述冲杆的上端设有控制冲杆的活阀，所述活阀包括活阀外套，所述活阀外套旋接在所述上接头与所述外筒的上端口之间。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：当活阀打开时，在一定排量下，水流通过冲杆与上砧子之间的余隙时，会产生一定的节流压差，上砧子上方的液压使得冲杆上行，当冲杆的上端与活阀接触时，活阀将冲杆的上端口关闭，液流被阻断，产生水击作用；在惯性作用下，冲锤继续上行，撞击上砧子，使管柱发生振动。上行结束时，在水流及自重作用下，冲杆及冲锤快速下返，以较大的动能冲击下接头内的下砧子，完成向下冲击动作，此时冲杆的上端口再次脱离活阀。如此，冲锤不停地在上砧子与下砧子之间作往复运动，使被卡管柱发生振动，实现解卡目的。作为本技术的改进，所述冲杆呈上细下粗结构，沿冲杆的轴线设有下端封闭的冲杆中心孔，所述冲杆中心孔的上端延伸至冲杆的上端开口；冲杆大直径段从所述上砧子的内孔中向上伸出，所述冲杆大直径段的上端设有向外凸出的冲杆大凸圈，所述冲杆大凸圈的下方安装有大活塞，所述大活塞的外周贴合在外筒大孔径段的内壁，所述大活塞的下方压有大活塞锁母，所述大活塞锁母旋接在所述冲杆大直径段的外螺纹上，所述大活塞锁母的下端面与所述上砧子的上端面之间的冲杆大直径段的圆周上对称设有冲杆径向孔，所述冲杆径向孔与所述冲杆中心孔相贯通。当冲杆的上端口脱离活阀时，液流进入冲杆中心孔并下行，从冲杆径向孔向外流动，进入大活塞下腔的环形空间，液压作用在大活塞的下端面，推动大活塞带动冲杆上行，当冲杆的上端与活阀接触时，活阀将冲杆的上端口关闭，液流被阻断，产生水击作用；在惯性作用下，冲锤继续上行，撞击上砧子，使管柱发生振动。冲杆中心孔的液流被阻断后，大活塞下腔的液压迅速下降，在水流及自重作用下，冲杆及冲锤快速下返，以较大的动能冲击下接头内的下砧子，完成向下冲击动作，此时冲杆的上端口再次脱离活阀。作为本技术的进一步改进，所述冲杆大凸圈的上方为冲杆中直径段，所述冲杆中直径段的上部设有向外凸出的冲杆小凸圈，所述冲杆小凸圈的上部为冲杆小直径段，所述冲杆小凸圈的上部安装有小活塞，所述小活塞的外周贴合在外筒小孔径段的内壁，所述小活塞的上方压有小活塞锁母，所述小活塞锁母旋接在所述冲杆小直径段的外螺纹上。当冲杆的上端口与活阀处于接触状态时，冲杆中心孔的液流被阻断，冲杆外周的液流作用在小活塞的上端面，推动冲杆下行，同时在冲杆和冲锤的自重作用下，冲锤以较大的动能冲击下砧子，完成向下冲击动作，使管柱发生振动。此时冲杆的上端口已脱离活阀，一部分液流进入冲杆中心孔并下行，从冲杆径向孔向外流动，进入大活塞下腔的环形空间，作用在大活塞的下端面；另一部分液流仍作用在小活塞的上端面，由于大活塞的面积大于小活塞，形成的合力向上，迫使冲杆上行，当冲杆的上端与活阀接触时，活阀将冲杆的上端口关闭，液流被阻断，产生水击作用；在惯性作用下，冲锤继续上行，撞击上砧子，使管柱再次发生振动。如此，冲锤不停地在上砧子与下砧子之间作往复运动，使被卡管柱发生振动，实现解卡目的。冲锤和活阀均不借助于弹簧进行复位，动作可靠，使用寿命长。作为本技术的进一步改进，所述活阀外套的下部内腔设有阀座，所述阀座的中心设有上端封闭的阀座中心孔，所述阀座中心孔中插接有阀芯，所述阀芯呈上窄下宽的倒T形截面；所述阀芯的下端面中心设有向上凹陷的阀芯凹槽，所述阀芯凹槽的底壁中心设有向上延伸的阀芯中心沉孔，所述阀芯凹槽外周的环形区域与所述冲杆的上端口相配合，所述阀芯的大端背面与所述阀座的下端面之间支撑有碟簧；所述阀座靠近活阀外套内壁的部位设有沿轴向贯通的活阀通水孔。阀芯凹槽减小了阀芯密封面的加工面积，阀芯中心沉孔减轻了阀芯的重量，使之更加灵便；阀芯下端的截面积较大，从上接头中心孔向下流动的液流穿过活阀通水孔，作用在阀芯的台阶上，与碟簧共同推动阀芯下行，使阀芯压在冲杆的上端口，确保可靠阻断冲杆中心孔的液流。当冲杆依靠大活塞产生的更大的升力返程向上时，冲杆重新接触到阀芯密封面，并推动阀芯上行，碟簧被压缩，碟簧的弹性一方面确保阀芯与冲杆上端口的可靠接触，另一方面被压缩时进行储能，使阀芯的下行更加有力，速度更快，加快冲锤下击的速度。作为本技术的进一步改进，所述外筒小孔径段内壁上部的台阶上安装有限制阀芯下行程的限位套，所述活阀外套的下端压在所述限位套上，所述冲杆小直径段的上部从所述限位套的中心孔中穿过，所述限位套上设有供水流通过的限位套水槽。当冲杆的上端口与活阀处于接触状态时，冲杆中心孔的液流被阻断，冲杆外周的液流作用在小活塞的上端面，推动冲杆下行，此时碟簧推动阀芯同步下行，使阀芯的密封面保持贴合在冲杆的上端口上，冲锤以较大的动能冲击下砧子，完成向下冲击动作，使管柱发生振动。当阀芯接触到限位套时停止下行，冲杆在液流压力、重力和惯性作用下继续下行完成冲击，此时冲杆的上端口被打开，液流进入冲杆中心孔，进而很快进入大活塞的下腔，大活塞产生的升力大于小活塞的阻力使冲杆上行，当冲杆的上端与阀芯再次接触时，活阀将冲杆的上端口关闭，液流被阻断，产生水击作用；在惯性作用下，冲锤继续上行，撞击上砧子，使管柱再次发生振动。作为本技术的进一步改进，所述阀芯的上部安装有阀芯密封圈与所述阀座中心孔相贴合，所述阀座中心孔的上端连接有沿径向向外延伸并贯通的阀座径向孔，所述阀座径向孔的外端旋接有活阀滤塞。阀芯密封圈使阀芯上端与阀座中心孔实现密封，当阀芯向上移动时，推动阀座中心孔中的液流从阀座径向孔和活阀滤塞排出；当阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油钻井用水力低频冲击器，包括上接头、外筒、上砧子和下接头，所述上砧子的上端外周旋接在所述外筒的下端口中，所述上砧子的下端外周旋接在所述下接头的上端口中，其特征在于：所述下接头的中部内壁设有作为下砧子的内台阶，所述上砧子的内孔中插接有间隙配合的冲杆，所述冲杆的下端旋接有冲锤，所述冲锤位于上砧子与下砧子之间；所述冲杆的上端设有控制冲杆的活阀，所述活阀包括活阀外套，所述活阀外套旋接在所述上接头与所述外筒的上端口之间。

【技术特征摘要】
1.一种石油钻井用水力低频冲击器，包括上接头、外筒、上砧子和下接头，所述上砧子的上端外周旋接在所述外筒的下端口中，所述上砧子的下端外周旋接在所述下接头的上端口中，其特征在于：所述下接头的中部内壁设有作为下砧子的内台阶，所述上砧子的内孔中插接有间隙配合的冲杆，所述冲杆的下端旋接有冲锤，所述冲锤位于上砧子与下砧子之间；所述冲杆的上端设有控制冲杆的活阀，所述活阀包括活阀外套，所述活阀外套旋接在所述上接头与所述外筒的上端口之间。2.根据权利要求1所述的石油钻井用水力低频冲击器，其特征在于：所述冲杆呈上细下粗结构，沿冲杆的轴线设有下端封闭的冲杆中心孔，所述冲杆中心孔的上端延伸至冲杆的上端开口；冲杆大直径段从所述上砧子的内孔中向上伸出，所述冲杆大直径段的上端设有向外凸出的冲杆大凸圈，所述冲杆大凸圈的下方安装有大活塞，所述大活塞的外周贴合在外筒大孔径段的内壁，所述大活塞的下方压有大活塞锁母，所述大活塞锁母旋接在所述冲杆大直径段的外螺纹上，所述大活塞锁母的下端面与所述上砧子的上端面之间的冲杆大直径段的圆周上对称设有冲杆径向孔，所述冲杆径向孔与所述冲杆中心孔相贯通。3.根据权利要求2所述的石油钻井用水力低频冲击器，其特征在于：所述冲杆大凸圈的上方为冲杆中直径段，所述冲杆中直径段的上部设有向外凸出的冲杆小凸圈，所述冲杆小凸圈的上部为冲杆小直径段，所述冲杆小凸圈的上部安装有小活塞，所述小活塞的外周贴合在外筒小孔径段的内壁，所述小活塞的上方压有小活塞锁母，所述小活塞锁母旋接在所述冲杆小直径段的外螺纹上。4.根据权利要求3所述的石油钻井用水力低频冲击器，其特征在于：所述活阀外套的下部内腔设有阀座，所述阀座的中心设有上端封闭的阀座中心孔，所述阀座中心孔中插接有阀芯，所述阀芯呈上窄下宽的倒T形截面；所述阀芯的下端面中心设有向上凹陷的阀芯凹槽，所述阀芯凹槽的底壁中心设有向上延伸的阀芯中心沉孔，所述阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德金，马建桥，张国华，吴柳柳，周建文，韩书将，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32