专利名称：新型机械式修井上击器的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种油田修井作业中产生向上震击力的新型工具。它适用于处理各种油水井封隔器卡及一般井下工具、管柱硬卡。它既可以接在打捞管柱中，用来预防卡钻打捞作业，又可以专门用来解卡作业。
依据石油工业出版社1989年10月出版的《采油技术手册》(修订本)第五分册《修井工具与技术》的资料可知，现有用于井下修井作业的上击器都是液压上击器，液压上击器主要由上接头、芯轴、撞击锤、上缸体、中缸体、活塞、活塞环、导管、下缸体及密封装置等组成，它是利用液体的不可压缩性和缝隙的缓慢溢流作用，拉伸管柱储存变形能，经瞬时释放，转变成撞击锤向上的冲击能。但据现场资料反映，液压上击器在井下产生震击的成功率很低，很多上击器下井后不能产生震击，有些上击器即使产生震击，寿命却很短。
由于液压上击器采用的是液压突释原理，以SYZ－I型上击器为例，在245kN拉力作用下，液缸内压高达135MPa，这么大的内压要求液压上击器缸体必须采用42CrMo合金材料制成，但往往由于活塞环和活塞配合不好，使得活塞卡死在缸体内，缸体难以达到加工精度，从而使得高压液流很快刺坏缸体内壁和活塞，从而导致液压类上击器经常出现拉不开、不震击，一旦增加拉力又会导致缸体涨裂、缸体螺纹脱扣等现象。
为了从根本上消除液压类上击器的缺陷，设计人利用机械性原理设计出了一种新型的机械式修井上击器。
该上击器主要是由芯轴系统(动系统)和套筒系统(静系统)两部分组成，它与井下管柱配接的工作原理如下(见附
图1)工作时，其芯轴系统(2)与上部管柱(1)及提升设备相连，其套筒系统(3)通过打捞工具与被卡落物(4)相连。作业开始时，下放管柱，使上击器复位，然后上提管柱，开始时，由于套筒系统上多瓣爪式弹簧钩在芯轴系统的定位槽内，芯轴系统相对套筒不动，管柱在拉力作用下发生弹性变形而积蓄弹性能，当拉力增加到一定值时，套筒系统上的多瓣爪式弹簧撑开脱离了芯轴系统上的定位槽，从而使得芯轴系统在上部管柱弹性力的作用下形成相对套筒系统的一个向上加速运动。上行一定行程后，芯轴系统上的撞击环以一定的末速度撞击在套筒系统的台肩上，完成了本实用新型的一次上击过程。
为了使本实用新型实现以机械机构控制拉力及传递扭矩的功能，设计人科学地设计了芯轴系统和套筒系统的结构。(见附图2)芯轴系统主要是由花键轴(5)与定位轴(15)通过螺纹连接而成的芯轴以及固定在花键轴上的撞击环(9)、锁紧环(10)组成。套筒系统主要是由花键套(6)、上筒体(7)、下筒体(13)和下接头(18)通过螺纹连接的套筒体以及固定在筒体内壁上的碟形弹簧(12)、多瓣爪式弹簧(14)、锥面加力套(16)和预紧套(17)组成。
附
图1即为本实用新型所提供的机械式修井上击器与井下管柱配接的工作原理图。
附图2即为本实用新型所提供的机械式修井上击器的结构示意图。
图中1－管柱；2－芯轴系统；3－套筒系统；4－被卡落物；5－花键轴；6－花键套；7－上筒体；8－上油塞；9－撞击环；10－锁紧环；11－密封件；12－碟形弹簧；13－下筒体；14－多瓣爪式弹簧；15－定位轴；16－锥面加力套；17－预紧套；18－下接头；19－下油塞。
本实用新型与液压式上击器相比，其技术优点是大部分零件选材无需高性能合金钢，降低了加工工艺要求，从而降低了工具成本同时可行可靠的拉力控制机构，克服了液压上击器溢流不稳、涨缸、拉不开等缺陷，提高了工具的适应性，从而起到提高修井效率、降低修井成本的目的。
以下结合附图和实施例来详细描述本实用新型的具体结构。
附图公开了一种规格为4 1/2 ”的新型机械式修井上击器的结构。其主要技术参数为许用震击工作拉力114～245kN；工具外径115mm；水眼通径30mm；许用工作扭矩11820Nm；工具总长2500mm；震击冲程220mm。
花键轴(5)有与上部管柱配接的接头螺纹，接头下部是光滑圆柱，再下部为花键。光滑圆柱与花键套(6)上部的密封件配合，花键与花键套(6)下部的花键槽配合传递扭矩。花键末端有耐撞击的特种短齿梯形螺纹，用来固定撞击环(9)，锁紧环(10)对撞击环(9)起锁紧作用，震击力主要是从花键套台肩和撞击环(9)之间产生。花键轴(5)的下端连接定位轴(15)。定位轴(15)中部有定位槽，与多瓣爪式弹簧(14)的簧爪相配合，定位轴(15)的下部外表面光滑，同下接头内孔中的密封件配合。上筒体(7)、下筒体(13)、下接头(18)用螺纹连接，并采用密封件密封。上筒体(7)下部的台肩顶着一组碟形弹簧(12)，在碟形弹簧(12)下面顶着多瓣爪式弹簧(14)，在多瓣爪式弹簧(14)的下面顶着锥面加力套(16)，在锥面加力套(16)的下面顶着预紧套(17)，预紧套(17)与下筒体(13)的内壁用螺纹相连。
碟形弹簧(12)、多瓣爪式弹簧(14)、定位轴(15)、锥面加力套(16)以及预紧套(17)构成了拉力控制机构。该机构即为本实用新型与液压式上击器拉力控制机构的根本区别。碟形弹簧(12)、多瓣爪式弹簧(14)以及锥面加力套(16)的形状和尺寸都是根据上击器的型号和上击力的要求精心设计而成。预紧套也可用来调节设定工作拉力。
采用碟形弹簧(12)可以实现小压缩量高弹力的作用，它与锥面加力套(16)一起用来加强多瓣爪式弹簧(14)控制拉力的作用。
上油塞(8)与下油塞(19)用来给密闭的控制一撞击腔注油。采用闭式结构使得工具本身的撞击过程和拉力的控制机构在润湿良好的密闭式油浴中进行，从而延长了工具的使用寿命。
本实用新型所提供的新型机械式修井上击器，不仅仅限于用作修井作业中，也可以用在钻井中以及一些井下测试管柱中。
权利要求1.一种机械式修井上击器，由芯轴系统和套筒系统两部分组成，芯轴系统主要是由花键轴与定位轴通过螺纹连接而成的芯轴以及固定在花键轴上的撞击环、锁紧环组成，套筒系统主要是由花键套、上筒体、下筒体和下接头通过螺纹连接而成的套筒体以及固定在筒体内壁上的碟形弹簧、多瓣爪式弹簧、锥面加力套和预紧套组成，其特征是多瓣爪式弹簧的簧爪钩在定位轴的定位槽内，在多瓣爪式弹簧的上部有一组碟形弹簧，在多瓣爪式弹簧下部顶着锥面加力套。
2.根据权利要求1所述的机械式修井上击器，其特征在于在下筒体的内壁上装有预紧套，用以调节碟形弹簧的预紧力。
专利摘要本实用新型提供一种机械式修井上击器，这是一种油田修井作业中产生向上震击力的新型工具。该上击器具有一套新型的机械式的拉力控制(即拉力的建立与释放)机构，从而克服了液压式上击器靠活塞和缸体缝隙溢流来控制拉力所存在的缺陷，提高了拉力控制的稳定性。同时由于采用了机械式拉力控制机构，使得机械式上击器与液压式上击器相比，放宽了加工工艺和材质要求，降低了工具的生产成本，提高了工具的适应性。
文档编号E21B31/00GK2192717SQ94207819
公开日1995年3月22日 申请日期1994年3月29日 优先权日1994年3月29日
发明者陈玉祥 申请人:陈玉祥