一种随钻震击器

摘要

本申请提供一种随钻震击器，属于土层或岩石钻进领域，包括：传动轴、传动套、震击油缸、高压油缸、辅助油缸、震击轴以及活塞。震击轴上端与传动轴下端相连，传动套依次与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸通过螺纹连接，活塞滑动套设于震击轴下段，且活塞滑动设于辅助油缸内。活塞的上端面设有端面齿a，下端面均设有端面齿b。辅助油缸的内孔顶面具有端面齿c，端面齿c与端面齿a配合使用。震击轴设有限位盘，限位盘与震击轴用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，限位盘的顶面设计有端面齿d，端面齿d与端面齿b配合使用。可在卡钻时，钻杆或震击器发生断裂的情况下，快速将钻杆拔出，缩短维修时间，减少经济损失。

权利要求

1.一种随钻震击器，包括：传动轴（1）、传动套（2）、震击油缸（3）、高压油缸（4）、辅助油缸（5）、震击轴（6）以及活塞（7），传动轴（1）的外花键与传动套（2）的内花键配合，震击轴（6）上端与传动轴（1）下端相连，传动套（2）依次与震击油缸（3）、高压油缸（4）以及辅助油缸（5）通过螺纹连接，活塞（7）滑动套设于震击轴（6）下段，且活塞（7）滑动设于辅助油缸（5）内，其特征在于，

活塞（7）的上端面设有端面齿a（71），下端面均设有端面齿b（72）；

辅助油缸（5）的内孔顶面具有端面齿c（51），端面齿c（51）与端面齿a（71）配合使用；

震击轴（6）设有限位盘（61），限位盘（61）与震击轴（6）用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，限位盘（61）的顶面设计有端面齿d（62），端面齿d（62）与端面齿b（72）配合使用；

震击轴（6）向上移动至极限位置处时，端面齿a（71）与端面齿c（51）之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种随钻震击器，其特征在于，传动套（2）与震击油缸（3）、高压油缸（4）以及辅助油缸（5）的连接螺纹均为锥管螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种随钻震击器，其特征在于，传动套（2）与震击油缸（3）、高压油缸（4）以及辅助油缸（5）之间的连接螺纹为右旋螺纹，限位盘（61）与震击轴（6）之间的连接螺纹为左旋螺纹，钻头沿俯视方向为顺时针旋转。

4.根据权利要求1所述的一种随钻震击器，其特征在于，限位盘（61）与震击轴（6）之间为圆柱管螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种随钻震击器，其特征在于，端面齿a（71）与端面齿b（72）结构相同，端面齿c（51）与端面齿d（62）结构相同，活塞（7）的上下端呈对称结构。

6.根据权利要求1所述的一种随钻震击器，其特征在于，端面齿a（71）、端面齿b（72）、端面齿c（51）以及端面齿d（62）的齿顶两侧均具有斜面。

说明书

一种随钻震击器

技术领域

[0001] 本发明属于土层或岩石钻进设备技术领域，尤其涉及一种随钻震击器。

背景技术

[0002] 在钻井作业中，因井壁坍塌、裸眼中地层的流动和挤压、钻头包泥以及停泵时间过长等原因，经常发生卡钻的事故，导致钻井工作停滞。随钻震击器是解除卡钻的有效工具之
一，而且已经在钻井领域应用多年，当遇到卡钻时，借助随钻震击器向卡点处施加强烈地震
击力，使卡点处松动，从而达到接触卡钻的目的。

[0003] 常用的随钻震击器主要包括传动轴、传动套、震击油缸、辅助油缸、高压油缸、震击轴、活塞等主要零部件。传动轴与传动套通过花键滑动配合，同时传递扭矩以及适应震击轴
震击时产生的轴向位置，传动套的下段通过螺纹与震击油缸相连，震击油缸与高压油缸以
及高压油缸与辅助油缸之间均通过螺纹连接。

[0004] 因为钻井的深度通常都有几千米深，因此钻杆的长度也达到几千米的长度，钻杆均为管状结构，且相邻钻杆之间采用螺纹连接，从整体上看几千米的钻杆类似长绳的结构，
具有非常大的扰度及拉伸变形。一旦遭遇卡钻，如操作不当，则很容易造钻杆的螺纹连接处
发生断裂。

[0005] 更为严重的是，一旦震击器的螺纹连接部位发生断裂，将无法继续震击，便无法解除卡钻的困境，导致钻进设备不仅不能继续工作，而且钻杆也无法顺利拔出，严重影响设备
的维修精度进度。

[0006] 钻井工作通常为一天24小时不间断，依据目前的市场行情以及统计及计算可知，钻井工作每耽误1小时，则会造成6千元左右的经济损失，每天的经济损失高达15万。一旦发
生此类事故则需要至少数天时间才能解决，将会造成严重的经济损失。

发明内容

[0007] 为解决现有技术不足，本发明提供一种随钻震击器，可在卡钻时，钻杆或震击器螺纹连接部发生断裂的情况下，顺利将钻杆及震击器的部分零部件拔出，可有效缩短维修时
间，减少经济损失，具有较大的经济效益。

[0008] 为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

[0009] 一种随钻震击器，其特征在于，包括：传动轴、传动套、震击油缸、高压油缸、辅助油缸、震击轴以及活塞。

[0010] 传动轴的外花键与传动套的内花键配合，震击轴上端与传动轴下端相连，传动套依次与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸通过螺纹连接，活塞滑动套设于震击轴下段，且活
塞滑动设于辅助油缸内。

[0011] 活塞的上端面设有端面齿a，下端面均设有端面齿b。

[0012] 辅助油缸的内孔顶面具有端面齿c，端面齿c与端面齿a配合使用。

[0013] 震击轴设有限位盘，限位盘与震击轴用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，限位盘的顶面设计有端面齿d，端面齿d与端面齿b配合使用。

[0014] 进一步的，传动套与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸的连接螺纹均为锥管螺纹。

[0015] 进一步的，震击轴向上移动至极限位置处时，端面齿a与端面齿c之间具有间隙。

[0016] 进一步的，传动套与震击油缸、高压油缸以及辅助油缸之间的连接螺纹为右旋螺纹，限位盘与震击轴之间的连接螺纹为左旋螺纹，钻头沿俯视方向为顺时针旋转。

[0017] 进一步的，限位盘与震击轴之间为圆柱管螺纹连接。

[0018] 进一步的，端面齿a与端面齿b结构相同，端面齿c与端面齿d结构相同，活塞的上下端呈对称结构。

[0019] 进一步的，端面齿a、端面齿b、端面齿c以及端面齿d的齿顶两侧均具有斜面。

[0020] 本发明的有益效果在于：本申请中活塞不仅作为震击器液压油的密封结构件。同时还作为传动连接件，实现限位盘与辅助油缸的连接，利用辅助油缸的阻力将限位盘从震
击轴下段拆除。便于震击轴以及断裂处上段的钻杆快速从井中拔出。可极大的缩短了维修
时间，降低经济损失。

附图说明

[0021] 本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

[0022] 图1示出了震击器的整体结构剖视图。

[0023] 图2示出了图1中A处的放大图。

[0024] 图3示出了图1中F处的放大图。

[0025] 图4示出了辅助油缸的剖视图。

[0026] 图5示出了沿图5中E‑E方向的剖视图。

[0027] 图6示出了活塞的剖视图。

[0028] 图7示出了活塞的俯视图。

[0029] 图8示出了限位盘的剖视图。

[0030] 图9示出了限位盘的俯视图。

[0031] 图中标记：传动轴‑1、传动套‑2、震击油缸‑3、高压油缸‑4、辅助油缸‑5、端面齿c‑51、震击轴‑6、限位盘‑61、端面齿d‑62、活塞‑7、端面齿a‑71、端面齿b‑72。

具体实施方式

[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的
实施例。

[0033] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0034] 在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该
发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语
“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂
直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。

[0035] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体
地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于
本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0036] 如图1至图9所示，一种随钻震击器，包括：传动轴1、传动套2、震击油缸3、高压油缸4、辅助油缸5、震击轴6以及活塞7。

[0037] 具体的，传动轴1的外花键与传动套2的内花键配合。震击轴6上端与传动轴1下端用过螺纹相连。传动套2依次与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5通过螺纹连接。活塞7
滑动套设于震击轴6下段，活塞7沿震击轴6的轴线移动设置，且活塞7滑动设于辅助油缸5
内。

[0038] 具体的，如图2、图4所示，活塞7的上端面设有端面齿a71，下端面均设有端面齿b72。

[0039] 具体的，如图2、图4以及图5所示，辅助油缸5的内孔顶面具有端面齿c51，端面齿c51与端面齿a71配合使用，以传递扭矩，正常钻井时，端面齿c51与端面齿a71未接触。

[0040] 具体的，震击轴6设有限位盘61，限位盘61与震击轴6用过螺纹连接，且螺纹的旋向与钻杆的旋转方向相反，以便于当钻杆旋转时，限位盘61可从震击轴6上松开。

[0041] 具体的，如图2及图8、图9所示，限位盘61的顶面设计有端面齿d62，端面齿d62与端面齿b72配合使用。

[0042] 优选的，为保证密封性以及连接结构的稳定性，传动套2与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5的连接螺纹均为锥管螺纹。

[0043] 传动套2与震击油缸3、高压油缸4以及辅助油缸5之间的连接螺纹为右旋螺纹，限位盘61与震击轴6之间的连接螺纹为左旋螺纹，钻头沿俯视方向为顺时针旋转。

[0044] 优选的，限位盘61与震击轴6之间为圆柱管螺纹连接，相比于圆锥螺纹更容易松开，且加工相对锥螺纹更加简单，成本更低。

[0045] 优选的，如图6所示，端面齿a71与端面齿b72结构相同。如图5、图9所示，端面齿c51与端面齿d62结构相同，以便于统一参数加工，降低加工及安装难度。

[0046] 优选的，如图6所示，活塞7的上下端呈对称结构，使用时上下端面看互换，不用区分活塞7的安装朝向，降低组装要求。

[0047] 优选的，端面齿a71、端面齿b72、端面齿c51以及端面齿d62的齿顶两侧均具有斜面，以便于导向，使零件相互之间快速啮合。

[0048] 优选的，当发生卡钻震击器工作时，震击轴6向上震击移动时，即使震击轴6向上移动至如图3所示的极限位置处时，此时震击轴6的顶面与传动套2的底面接触，端面齿a71与
端面齿c51之间具有间隙。以避免在正常钻井工作时端面齿a71与端面齿c51配合传递钻井
所需要的扭矩，防止将旋转扭矩传递给限位盘61，而导致正常工作时，限位盘61松动。同时
可避免影响传动轴1与传动套2之间传递扭矩的准确性。

[0049] 在本申请的一种实施例中，当震击器内部液压油泄漏，导致震击器内部压力减小，因此活塞7将沿着震击轴6向上移动，在此种工况下，端面齿a71将可能与端面齿c51啮合。当
端面齿a71与端面齿c51啮合时，端面齿b72与端面齿d62则处于分离状态，以此来防止震击
轴6向限位盘61传递扭矩。

[0050] 作为本申请的另一种实施例中，正常钻井或是震击器工作时，端面齿a71与端面齿c51之间以及端面齿b72与端面齿d62之间均具有间隔，以此来防止震击轴6向限位盘61传递
扭矩。

[0051] 因此，只有当钻杆或震击器发生断裂时，主动向上拉动震击轴6，才能使端面齿b72与端面齿d62啮合，并且端面齿a71与端面齿c51啮合，仅在此种状态时，震击轴6的旋转力矩
才能向限位盘61传递。

[0052] 具体实施方案：卡钻通常发生在钻头附近，而震击器通常安装在钻头以上预定的距离，因此卡钻一般会在震击器以下的位置。在本实施例中，如果如图1中b、c、d三处螺纹连
接部，其中任一处发生断裂时，则可向上拉动钻杆，带动震击轴6上移，在拉动的过程中钻杆
可保持旋转也可停止转动。直至端面齿b72与端面齿d62啮合，端面齿a71与端面齿c51啮合，
此时向上的拉力将受阻，同时，拉力会使限位盘61、活塞7以及辅助油缸5紧密连接在一起。
右旋转动钻杆及震击轴6，因限位盘61、活塞7以及辅助油缸5连接在一起，而此时辅助油缸5
与钻头之间的部件均处于卡滞状态，无法旋转。利用辅助油缸5提供的旋转阻力卡住限位盘
61，因为限位盘61与震击轴6之间为左旋螺纹连接，因此当旋转力矩大于限位盘61与震击轴
6之间的拧紧力矩时，限位盘61将会松动，直至完全与震击轴6分离。之后便可顺利将震击轴
6以及上段的钻杆全部取出。然后利用打捞设备将留在井下的钻头及辅助油缸部分打捞出
即可。

[0053] 通过本申请的结构设计，极大缩短了钻杆拔出的时间，便于更快的打捞钻头部位，以实现更快复工，降低经济损失。

[0054] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均
属于本发明保护的范围。