簡析一種鉆井解卡震擊裝置的研發與應用

梁勇

摘 要：本文簡要分析了一種鉆井解卡震擊裝置的研發與應用。

關鍵詞：鉆井 解卡 震擊

1.技術領域

該裝置主要涉及鉆頭解卡技術領域，具體是一種鉆井井下作業用的解卡震擊裝置。

2.背景技術

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

現有技術中，通常是采用液壓震擊的方式來解決卡鉆問題。但是，現有的解卡震擊裝置結構復雜，操作繁瑣，使得鉆頭解卡耗費時間長，效率低下。

3.裝置的設計與構造

為解決現有技術的不足，該裝置的目的是提供一種操作簡便的井下作業用解卡震擊裝置，以能夠自動多次的進行往復運動，實現快速解卡。

該裝置的技術方案如下：

一種解卡震擊裝置，包括：

殼體；

設置于所述殼體外部的驅動機構；

套設于所述殼體內的震擊軸；所述震擊軸外固定有第一推環；所述第一推環位于所述震擊軸和所述殼體之間；所述驅動機構能向所述第一推環打壓，以推動所述第一推環在所述殼體內帶動所述震擊軸向下移動；

設置于所述殼體上的彈性件；所述彈性件對所述震擊軸施加向上的作用力，以推動所述震擊軸向上移動；

設置于所述殼體上的定位機構；所述定位機構能夠對所述第一推環定位；

與所述驅動機構、所述定位機構相連接的控制機構。

作為一種優選的實施方式，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；所述上殼體套設于所述軸桿外；所述下殼體套設于所述主軸外；

所述第一推環位于所述上殼體與所述軸桿之間；所述驅動機構設置于所述上殼體；所述彈性件設置于所述下殼體。

4.優點

通過以上描述可以看出，本實施方式所提供的解卡震擊裝置通過將驅動機構和彈性件與震擊軸相配合，形成反復震擊，并在控制機構和定位機構的配合下，實現震擊軸自動多次的反復震擊，從而實現快速解卡。同時，該解卡震擊裝置整體結構簡單，操作簡便。

5.附圖說明

1、上連接體；2、上殼體；3、軸桿；4、第一推環；5、固定環；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、電磁開關閥；13、第三連接管；14、光電傳感器；15、控制機構；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；23、第二活動空間；24、彈性件；25、下連接體；26、連接板；27、連桿；28、螺紋孔。

6.具體實施方式

在本實施方式中，所述上殼體2的上端連接有上連接體1。所述上殼體2內設有套設于所述軸桿3外的固定環5；所述上連接體1與所述固定環5之間形成第一活動空間；所述第一推環4位于所述第一活動空間內并將所述第一活動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。所述驅動機構與所述第一腔室6相通，以向所述第一腔室6打壓；所述第二腔室7具有泄壓結構。

其中，上連接體1通過螺紋連接所述上殼體2。軸桿3的上端可滑動地穿過所述上連接體1，并與上連接體1為相對滑動連接。固定環5固定安裝于上殼體2內，并與上殼體2的內壁之間同樣具有密封環。第一活動空間在固定環5下方縮徑形成限位臺階，該固定環5被所述限位臺階承接限位。

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4與所述上殼體2的內壁之間設有密封環，增強第一推環4和上殼體2之間的密封性，避免第一腔室6內的高壓狀態泄漏至第二腔室7內，避免損壞定位機構。

所述驅動機構包括液壓油泵9、油箱8。所述液壓油泵9的入液口通過第一連接管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的出液口通過所述第二連接管11經所述第一通孔與所述第一腔室6相通。所述泄壓結構為所述上殼體2上設有與所述第二腔室7相通的第二通孔；所述第二通孔通過第三連接管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上設有連桿27；所述連桿27上設有螺紋孔28。液壓油泵9和油箱8可以安裝于連接板26上，上殼體2通過連桿27可以固定安裝于期望位置，實現上增壓機構的位置固定。

其中，液壓油泵9與控制機構15相連接。第一腔室6和第二腔室7均為充滿油液的狀態。第一腔室6和第二腔室7隨著第一推環4的上下移動，各自的空間體積相應的變化。當向下震擊時，液壓油泵9通過第一連接管10從油箱8輸入油液再經過第二連接管11向第一腔室6內輸入油液以進行打壓，推動第一推環4向下移動，第一推環4向下移動時第二腔室7的空間體積縮小，第二腔室7內的油液通過第三連接管13重新輸入至油箱8中，保證油箱8中油液的持續供應。

相應的，當向上震擊時，控制機構15控制液壓油泵9停止運動，彈性件24釋放在解卡震擊裝置下行時所蓄能量，推動震擊軸（主軸19）向上移動，第一推環4向上移動，第二腔室7的空間體積增大，從油箱8中吸取油液，同時，第一腔室6的空間體積縮小，所排出的油液經第二連接管11、第一連接管10重新進入油箱8中（此時，液壓油泵9僅為連通狀態）。

為方便控制解卡震擊裝置的狀態，所述第二通孔設有電磁開關閥12；該電磁開關閥12與所述控制機構15相連通。當需要解卡震擊裝置處于某一狀態不動時，控制機構15可以向電磁開關閥12發出關閉指令，控制電磁開關閥12關閉第二通孔，此時解卡震擊裝置的震擊軸無法動作，維持當前狀態，以便維修檢查。其中，電磁開關閥12在解卡震擊裝置進行上下往復震擊工作時處于開啟狀態。

如圖2所示，所述定位機構包括設置于所述第二腔室7的壁上的光電傳感器14；所述光電傳感器14位于所述電磁開關閥12的下方。該光電傳感器14可以測量震擊軸的上下移動的位移，從而將震擊軸定位，根據光電傳感器14所測量的數據，控制機構15控制電磁開關閥12以及液壓油泵9的開啟。該控制機構15可以為單片機，方便獲取安裝。當然，該控制機構15也可以為PLC、可編程電路板等等。