机械锁定式液压震击器和方法技术

机械锁定式液压震击器装置包括：外套筒；内套筒，该内套筒部分地设置在外套筒的内孔中；以及机械锁，该机械锁在默认位置接合外套筒和内套筒，以将内套筒轴向地固定到外套筒。液压震击器的激活使机械锁失效，以允许内套筒相对于外套筒的轴向移动，这在内套筒到达激活位置时产生冲击力。液压震击器装置还包括向上挡块和向下挡块，该向上挡块和向下挡块被配置为在机械锁失效时分别限制内套筒相对于外套筒的向上轴向移动和向下轴向移动。筒的向上轴向移动和向下轴向移动。筒的向上轴向移动和向下轴向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机械锁定式液压震击器和方法
[0001]附图简述
[0002]图1是处于默认位置的机械锁定式液压震击器的截面视图。
[0003]图2是示出了机械锁的局部截面视图，其中液压震击器处于默认位置。
[0004]图3是示出了机械锁的局部截面视图，其中液压震击器处于激活位置。
[0005]图4是处于激活位置的液压震击器的截面视图。
[0006]图5是处于默认位置的机械锁定式液压震击器的第二实施例的截面视图。
[0007]图6是图5中的液压震击器的截面视图，其中球在默认位置被定位在液压震击器的球座上。
[0008]图7是处于激活位置的图5中的液压震击器的截面视图。
[0009]图8是在井孔中连接在管柱下方的机械锁定式液压震击器的示意性视图。
[0010]图9是在井孔中连接在连续管柱(coiled tubing string)下方的机械锁定式液压震击器的示意性视图。
[0011]图10是示出了具有替代的机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0012]图11是示出了图10中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0013]图12是示出了具有替代的第二机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0014]图13是示出了图12中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0015]图14是从图12中的线A
‑
A截取的横截面视图。
[0016]图15是示出了具有替代的第三机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0017]图16是示出了图15中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0018]图17是示出了具有替代的第四机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0019]图18是示出了图17中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0020]图19是示出了具有替代的第五机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0021]图20是示出了图19中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0022]图21是示出了具有替代的第六机械锁的液压震击器的默认位置的局部截面视图。
[0023]图22是示出了图21中所示的具有机械锁的液压震击器的激活位置的局部截面视图。
[0024]图23是图21中图示的实施例中的下部外套筒段的透视图。
[0025]优选实施例的详细描述
[0026]常规的震击器装置放置在底部钻具组件上方的管柱中，底部钻具组件典型地包括随钻测量接头(measurement while drilling sub)、钻井马达和钻头。如果钻头卡在井孔底部，则常规的震击器装置被激活以提供向上的冲击载荷，以帮助将钻头从井孔底部释放
出来。如果整个底部钻具组件(BHA)卡在孔中(例如，由于压差卡钻)，则常规的震击器装置被激活以提供向上和向下的冲击载荷，以帮助释放BHA。常规的震击器装置也可以被固定到连续管柱，该连续管柱被配置用于井介入作业。例如，常规的震击器装置可以被固定在连续管柱下方和底部钻具组件上方。这些常规的震击器装置经常与产生压力脉冲的其他工具组合使用。其他工具的压力脉冲可能会导致常规的震击器装置的无意激活。其他工具的压力脉冲是由阀机构以脉动的方式阻塞泥流而产生的。脉动的泥流会在常规的震击器内引起压力脉冲，这是由于在整个常规的震击器中充当喷嘴的减小的流动通道所导致的。常规的震击器中的这些压力脉冲产生在常规的震击器部件上推动和/或拉动的脉动的轴向力，这些轴向力激活常规的震击器。
[0027]机械锁定式液压震击器装置被配置为将冲击力施加在直接或间接地固定到液压震击器装置的其他部件(例如已经在井孔内固定不动或卡在井孔内的钻头)上。液压震击器装置包括机械锁，该机械锁防止液压震击器装置被无意地激活。液压震击器包括外套筒和部分地设置在外套筒的内孔内的内套筒。在默认位置，机械锁接合外套筒和内套筒，以防止内套筒相对于外套筒的轴向移动。机械锁将液压震击器保持在默认位置，直到使用者有意激活液压震击器以使机械锁失效，从而允许内套筒和外套筒之间的轴向移动。例如，内套筒可以相对于外套筒轴向滑动，以将液压震击器置于激活位置。液压震击器还可以包括向上挡块和向下挡块，该向上挡块和向下挡块被配置为在机械锁已经失效时分别限制内套筒相对于外套筒的向上轴向移动和向下轴向移动。液压震击器可以通过将向上的力施加在外套筒上或将向下的力施加在内套筒上来激活。可替代地，液压震击器可以包括内套筒上的球座，并且液压震击器可以通过将球座与泵送通过液压震击器的球接合来激活。球可以由可溶解的材料(例如镁、可溶解的橡胶或可溶解的聚合物)制成。球流体地密封内套筒的内孔，使得流体的持续泵送将向下的力施加在内套筒上。
[0028]参照图1，机械锁定式液压震击器10可以包括外套筒12和部分地设置在外套筒12的内孔16内的内套筒14。在所图示的实施例中，内套筒14的下端部延伸超过外套筒12的下端部。内套筒14包括内孔18。
[0029]再次参考图1，内套筒14包括上部内套筒段20和下部内套筒段22。上部内套筒段20完全地设置在外套筒12的内孔16内，而下部内套筒段22部分地设置在外套筒12的内孔16内。上部内套筒段20从内套筒14的上端部24延伸至上部内套筒段20的下端部26。上部内套筒段20的外表面包括凹槽28，凹槽28在外套筒12和内套筒14之间形成腔30。腔30可以从上部内套筒段20的外表面的上部腔肩部32延伸到下部腔肩部34。下部内套筒段22从固定到上部内套筒段20的下端部26的上端部36延伸到内套筒14的下端部38。下部内套筒段22的外表面包括直径扩展区段40，直径扩展区段40被设置在外套筒12的下端部下方。直径扩展区段40形成面向上的肩部42。上部内套筒段20和下部内套筒段22可以通过螺纹连接被固定在一起。
[0030]仍然参照图1，外套筒12包括向内突出部43，向内突出部43从外套筒12的内孔16的表面径向向内延伸。向内突出部43由外套筒12的内孔16的内表面的直径减小区段形成。向内突出部43与腔30轴向对准。换句话说，向内突出部43延伸到腔30中。节流环44和46被设置在腔30中，其中节流环44位于向内突出部43的上方，并且节流环46位于向内突出部43的下方。上部腔48形成在上部腔肩部32和节流环44之间，并且下部腔50形成在节流环46和下部
腔肩部34之间。在如图1所示的默认位置，上部腔48大于下部腔50。液压流体可以设置在腔30内。节流环44被配置为当液压震击器10处于张力下时限制液压流体从上部腔48到下部腔50的流动。当液压流体流过节流环44并流入下部腔50中时，液压震击器10产生向下的冲击。节流环46被配置为当液压震击器10在激活位置(下面将更详细地描述)被压缩时限制液压流体从下部腔50到上部腔48的流动。当液压流体流过节流环46并流入上部腔48中时，液压震击器10产生向上的冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液压震击器装置，包括：外套筒，所述外套筒包括内孔；内套筒，所述内套筒部分地设置在所述外套筒的所述内孔内，其中所述内套筒包括内孔；机械锁，所述机械锁在默认位置接合所述外套筒和所述内套筒，以防止所述内套筒相对于所述外套筒的轴向移动，其中，使所述机械锁失效允许所述内套筒和所述外套筒之间的轴向移动，以在所述内套筒到达激活位置时产生冲击力；向上挡块，所述向上挡块被配置为在所述机械锁失效时限制所述内套筒相对于所述外套筒的向上轴向移动；向下挡块，所述向下挡块被配置为在所述机械锁失效时限制所述内套筒相对于所述外套筒的向下轴向移动。2.根据权利要求1所述的液压震击器装置，所述液压震击器装置还包括连接在所述外套筒的上端部上方的顶部接头，其中，所述顶部接头被配置为附接在管柱或连续管柱下方。3.根据权利要求2所述的液压震击器装置，其中，所述向上挡块由所述顶部接头的下端部形成，所述下端部设置在所述外套筒的所述内孔内并且被配置为接合所述内套筒的上端部，其中，所述内套筒相对于所述外套筒的所述向上轴向移动受到所述内套筒的所述上端部接触所述顶部接头的所述下端部的限制。4.根据权利要求2所述的液压震击器装置，其中，所述内套筒的上端部包括球座，所述球座被配置为接合行进通过所述顶部接头的内孔的球，以流体地密封所述内套筒的所述内孔，并使所述机械锁失效，从而允许所述内套筒和所述外套筒之间从所述默认位置到所述激活位置的轴向移动。5.根据权利要求1所述的液压震击器装置，其中，所述内套筒包括：上部内套筒段，所述上部内套筒段完全地设置在所述外套筒的所述内孔内，其中，所述上部内套筒段从所述内套筒的上端部延伸到所述上部内套筒段的下端部，其中，所述上部内套筒段的外表面包括凹槽，所述凹槽在所述外套筒和所述上部内套筒段之间形成腔，其中，所述腔从所述上部内套筒段的所述外表面的上部腔肩部延伸到下部腔肩部；下部内套筒段，所述下部内套筒段部分地设置在所述外套筒的所述内孔内，其中，所述下部内套筒段从固定到所述上部内套筒段的上端部延伸到所述内套筒的下端部。6.根据权利要求5所述的液压震击器装置，其中，所述外套筒的所述内孔包括与所述上部内套筒段的所述腔对准的向内突出部，其中，所述向内突出部由所述外套筒的所述内孔的内表面的直径减小区段形成。7.根据权利要求6所述的液压震击器装置，所述液压震击器装置还包括设置在所述向内突出部上方的第一节流环和设置在所述向内突出部下方的第二节流环，其中，所述第一节流环和所述第二节流环在所述外套筒和所述内套筒之间被设置在所述上部内套筒段的所述腔中。8.根据权利要求7所述的液压震击器装置，其中，上部腔由所述上部腔肩部和所述第一节流环限定，其中，下部腔由所述第二节流环和所述下部腔肩部限定，其中，在所述默认位置，所述上部腔大于所述下部腔，并且其中，在所述激活位置，所述下部腔大于所述上部腔。9.根据权利要求8所述的液压震击器装置，其中，液压流体设置在所述腔内，并且其中，
随着内套筒相对于外套筒轴向移动以产生冲击力，所述液压流体从所述上部腔流动到所述下部腔。10.根据权利要求7所述的液压震击器装置，其中，所述外套筒包括：第一外套筒段；锚定外套筒段，所述锚定外套筒段设置在所述第一外套筒段下方，其中，所述锚定外套筒段包括所述向内突出部，并且其中，所述第一节流环固定在所述第一外套筒段的下端部和所述向内突出部之间；第二外套筒段，所述第二外套筒段设置在所述锚定外套筒段下方，其中，所述第二节流环固定在所述向内突出部和所述第二外套筒段的上端部之间；下部外套筒段，所述下部外套筒段设置在所述第二外套筒段下方，其中，所述下部外套筒段的内孔相对于所述第一外套筒段和所述第二外套筒段的内孔具有减小的直径。11.根据权利要求10所述的液压震击器装置，其中，当所述机械锁失效时，所述下部外套筒段的上端部通过接合所述上部内套筒段的所述下端部形成所述向下挡块，以限制所述内套筒相对于所述外套筒的所述向下轴向移动。12.根据权利要求1所述的液压震击器装置，其中，所述机械锁包括一个或更多个剪切构件，每个剪切构件在所述默认位置接合所述外套筒和所述内套筒，并且其中，所述一个或更多个剪切构件被配置为被分裂，以使所述机械锁失效，从而允许所述内套筒和所述外套筒之间的轴向移动。13.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩特尔，
申请(专利权)人：修井作业解决方案公司，
类型：发明
国别省市：